Question

2．在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體，某化學(xué) 學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對此反應(yīng)甩感興趣，在小組集體協(xié)作下設(shè)計了如下實(shí)驗，以探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物，也邀請你一起來完成下列探究：
（1）A裝置的作用四產(chǎn)生水蒸氣；
（2）探究生成的氣體是什么？
【猜想與假設(shè)】猜想一：生成的氣體可能是氫氣；
猜想二：生成的氣體可能是氧氣；
【實(shí)驗探究】將生成的氣體通入C裝置，球形管里裝有堿石灰干燥劑，導(dǎo)管口蘸些肥皂水（或洗滌劑溶液），控制氣體流速，吹出肥皂泡，當(dāng)肥皂泡吹到一定大時，輕輕擺動導(dǎo)管，肥皂泡脫離管口后，氣泡上升．用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲．
【推斷】生成的氣體是氫氣．
（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(tài)	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被進(jìn)磁鐵吸引	否	否	能
能否與鹽酸反應(yīng)	能	能	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(shè)】猜想一：剩余固體是Fe和Fe₃O₄；
猜想二：剩余固體是：Fe₃O₄．
【實(shí)驗探究】

實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象及結(jié)論

[實(shí)檢結(jié)論]鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【反思與交流】該黑色固體不可能是FeO、Fe₂O₃，理由是FeO、Fe₂O₃都不能被磁鐵吸引，氧化鐵是紅棕色粉末．

Answer 1

分析 （1）加熱水時能夠產(chǎn)生水蒸氣；
（2）氫氣密度比空氣小，在空氣中燃燒生成水；
（3）鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，四氧化三鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水．

解答 解：（1）A裝置的作用是產(chǎn)生水蒸氣．
故填：產(chǎn)生水蒸氣．
（2）將生成的氣體通入C裝置，球形管里裝有堿石灰干燥劑，導(dǎo)管口蘸些肥皂水（或洗滌劑溶液），控制氣體流速，吹出肥皂泡，當(dāng)肥皂泡吹到一定大時，輕輕擺動導(dǎo)管，肥皂泡脫離管口后，氣泡上升，用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，說明生成的氣體是氫氣．
故填：氫氣．
（3）【猜想與假設(shè)】
剩余固體可能是Fe和Fe₃O₄；
剩余固體也可能是Fe₃O₄．
故填：Fe₃O₄．
【實(shí)驗探究】
實(shí)驗過程如下表所示：

實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象及結(jié)論
把適量剩余固體于試管中，滴加足量稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡，剩余固體是Fe和Fe3O4； 不產(chǎn)生氣泡，剩余固體是Fe3O4

[實(shí)驗結(jié)論]
鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
故填：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【反思與交流】
該黑色固體不可能是FeO、Fe₂O₃，理由是FeO、Fe₂O₃都不能被磁鐵吸引，氧化鐵是紅棕色粉末．
故填：FeO、Fe₂O₃都不能被磁鐵吸引，氧化鐵是紅棕色粉末．

點(diǎn)評 書寫鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式時，因為水蒸氣是氣體，因此生成的氫氣后面不能用“↑”，要注意理解．