Question

【题目】在高温条件下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小莉很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是。
（2）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近飘到空中的肥皂泡，有爆鸣声。说明生成的气体是。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】①常见铁的氧化物的物理性质如下表：

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

②稀盐酸（或稀硫酸）与铁反应产生气体，与铁的氧化物反应没有气体产生。
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe3O4；
猜想二：剩余固体是。
（4）【实验探究】根据猜想与假设，设计实验方案加以检验。

实验操作	实验现象	实验结论
		剩余固体是Fe3O4

（5）【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为。
（6）【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3 ， 理由是。

Answer 1

【答案】
（1）提高水蒸气
（2）H2
（3）Fe和Fe3O4
（4）向黑色固体中加入稀盐酸（或稀硫酸）,若固体全部溶解,没有气泡冒出
（5）3Fe+4H 2O Fe3O4+4H2↑
（6）红棕色粉末且不能被磁铁吸引
【解析】解：根据题目信息，在高温条件下，铁与水蒸气能反应，故湿棉花是提高水蒸气；肥皂泡能飘到空中，说明该气体的密度比空气小；用燃着的木条靠近飘到空中的肥皂泡，有爆鸣声，说明该气体具有可燃性。根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，结合该气体的性质可知该气体是氢气；

【猜想与假设】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。根据资料可知该剩余固体不是氧化亚铁和氧化铁，可能是四氧化三铁；由铁粉也是黑色的，它可能没有完全反应，也能被磁铁吸引，故也可能是四氧化三铁和铁的混合物；

【实验探究】由于稀盐酸（或稀硫酸）与铁反应产生气体，与铁的氧化物反应没有气体产生，根据实验结论“剩余固体是四氧化三铁”可知，向黑色固体中加入稀盐酸，固体全部溶解，没有气泡冒出；

【实验结论】铁和水蒸气反应反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式表示为：3Fe+4H 2O Fe3O4+4H2↑ ；

【反思与交流】由于氧化铁是红棕色粉末且不能被磁铁吸引，故不可能是氧化铁。

所以答案是：（1）提高水蒸气；（2）H2；（3）Fe和Fe3O4；（4）向黑色固体中加入稀盐酸（或稀硫酸）；若固体全部溶解，没有气泡冒出；（5）3Fe+4H 2O = Fe3O4+4H2↑；（6）红棕色粉末且不能被磁铁吸引。

【考点精析】解答此题的关键在于理解书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识，掌握注意：a、配平 b、条件 c、箭号．