Question

12．在高溫下，鐵與水蒸氣能發生反應生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體．某興趣小組請你參與研究：鐵與水蒸氣反應一段時間后剩余固體物質的成分、性質及再利用．

（1）【推斷】觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體是氫氣．
（2）探究B裝置中剩余固體成分是什么？
【查閱資料】
1，碎瓦片能防爆沸，堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物
2，鐵的氧化物中，只有Fe₂O₃是紅棕色，其余均為黑色，只有Fe₃O₄能被磁鐵吸引．
3，Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
Fe₃O₄+4H₂SO₄═FeSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O
【初步探究】B裝置中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引
【猜想與假設】
猜想一：剩余固體是Fe₃O₄
猜想二：剩余固體是Fe與Fe₃O₄
【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論

【實驗結論】鐵與水蒸氣反應的化學方程式為3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體具有還原性，說明是H₂；能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe₃O₄，則猜想一Fe₃O₄；又不可能只有Fe沒有其他反應產物，猜想二是Fe與Fe₃O₄；根據“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”和猜想，書寫化學方程式．

解答 解：（1）觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體具有還原性，再根據反應物為“鐵與水蒸氣”，所以該氣體是氫氣，故填：氫氣；
（2）【猜想與假設】能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe₃O₄，則猜想一Fe₃O₄；又不可能只有Fe沒有其他反應產物，猜想二是Fe與Fe₃O₄；驗證猜想一與猜想二，關鍵是否含有Fe，故填：Fe與Fe₃O₄．
【實驗探究】根據鐵與稀鹽酸反應產生氣體，進行設計實驗：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，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確，
故填：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，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確．
【實驗結論】根據“在高溫下，鐵與水蒸氣能發生反應生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體”和猜想，所以鐵和水蒸氣反應會生成四氧化三鐵和氫氣，化學方程式為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故填：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

點評 本題考查鐵及其化合物的性質實驗，題目難度較大，注意利用題目中的信息進行書寫化學方程式．