Question

在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质和利用。实验装置如下图所示(夹持仪器略)

（推断） 观察到D中的黑色固体变红，则B中生成的气体是_______；

（实验探究） B装置中的剩余固体是什么？

（查阅资料）(1)碎瓦石能防止爆沸，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物；

(2)铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引；

（初步探究） B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引

（猜想和假设）

猜想一：剩余固体是Fe3O4；

猜想二：剩余固体是___________；

（实验探究）

实验操作	实验现象	实验结论
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸；	____________	则猜想二正确

（实验结论）铁与水蒸气反应的化学方程式为_________________________________。

（成分再利用）若将B装置中剩余的黑色固体ag，经过一系列转化，全部变为红棕色固体Fe2O3(假设转化过程中铁元素无损耗)，增加的质量为x，则x的取值范围为_____________。(用a来表示，精确到0.01)

氢气 Fe 和 Fe3O4 固体全部溶解，并有气泡冒出 Fe+4H2O══Fe3O4+4H2 0.03a≤ x< 0.43a 【解析】（1）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体具有还原性，再根据反应物为“铁与水蒸气”，所以该气体是氢气；（2）【猜想与假设】能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，则猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe与Fe3O4；验证猜想一与猜想二...

Answer 1