Question

【題目】（10分）常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，設計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物。

（1）試管尾部放一團濕棉花的目的是_______________。

（2）探究生成的氣體是什么？

用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中。說明生成的氣體是_________。

（3）探究試管中剩余固體成分是什么？

【查閱資料】

常見鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
顏色、狀態	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被磁鐵吸引	否	否	能

【初步驗證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。

【猜想與假設】猜想一：剩余固體是Fe與Fe3O4；猜想二：剩余固體是_____________。

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論

【實驗結論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為___________________________________。

【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是_______________________________。

【 拓展 】 把赤鐵礦冶煉成鐵，其主要反應原理是在高溫下，一氧化碳奪取鐵礦石里的氧，將鐵還原出來，請寫出化學反應方程式：______________________________________。

Answer 1

【答案】（1）提供水蒸氣；（2）H2；（3）【猜想與假設】猜想二：：Fe3O4。

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論
取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸	若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，剩余固體是Fe3O4．若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是Fe與Fe3O4．

【實驗結論】3Fe+4H2O 高溫 Fe3O4+4H2↑【反思與交流】Fe2O3是紅棕色粉末

【 拓展 】Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2

【解析】

試題分析：試管尾部放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣；用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中。說明生成的氣體是H2；試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。所以【猜想與假設】猜想一：剩余固體是Fe與Fe3O4；猜想二：剩余固體是Fe3O4，因為氧化亞鐵不能被磁鐵吸附；可以根據看看混合物中是否含有鐵來確定是哪種猜想正確，加入酸看是否有氣泡，如果有說明是猜想一正確。鐵和水蒸氣反應的化學方程式為3Fe+4H2O 高溫 Fe3O4+4H2↑；該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3是紅棕色粉末；把赤鐵礦冶煉成鐵，其主要反應原理是在高溫下，一氧化碳奪取鐵礦石里的氧，將鐵還原出來，化學反應方程式為Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2