Question

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，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？

用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体_____（填名称）。

（3）探究试管中剩余固体成分是什么？

（查阅资料）

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
能否和稀盐酸（稀硫酸）反应生成金属化合物和水	能	能	能

（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Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体_____。

实验操作	实验现象及结论
_____	_____

（实验结论）铁和水蒸气反应的化学方程式为_____；

（反思与交流）该黑色固体不可能是Fe₂O₃，理由是_____。

Answer

提供水蒸气与铁粉反应 氢气 是Fe3O4 取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸 若出现固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4；若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4 Fe2O3是红棕色的，而且也不会被磁铁吸引

【解析】

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气与铁粉反应；

（2）探究生成的气体用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中；证明气体的密度较小且有可燃性，说明生成的气体是氢气；

（3）剩余固体为黑色，且全部可被磁铁吸引，故猜想二为剩余固体是Fe3O4；

实验操作为取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸；出现固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4；若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4；

铁和水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，反应的化学方程式为；

该黑色固体不可能是Fe2O3，因为Fe2O3是红棕色的，而且也不会被磁铁吸引。