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。小明设计如下实验探究铁粉与水蒸气领反应后的产物。

（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，稍后有肥皂液肥皂泡飘到空中。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）

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
化学性质	能溶于酸液但不产生气体，不用溶于硫酸铜溶液

（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：剩余固体是_____。

（实验探究）

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 H2 Fe3O4 取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸充分震荡 若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想二正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想一正确。（设计方案合理即） Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引

【解析】

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是：提供水蒸气，使反应顺利进行；

（2）用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，说明气体具有可燃性，稍后有肥皂液肥皂泡飘到空中，说明气体的密度小于空气，则生成的气体是：氢气，H2；

（3）猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4：猜想二：剩余固体是：Fe3O4；

实验探究：

实验操作

实验现象及结论

取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸充分震荡

若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想二正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想一正确。

因为：四氧化三铁与稀盐酸反应不产生气体，但铁与稀盐酸反应产生氢气；

实验结论：铁和水蒸气高温条件下产生四氧化三铁和氢气的化学方程式为：；反应物质为水蒸气，则氢气不需要加气体符号；

反思与交流：该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是： Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引。