Question

【題目】某班學(xué)生在老師指導(dǎo)下探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)。

（1）按圖甲裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）。其中A裝置的作用是______。

（2）加熱一段時(shí)間后，灰色鐵粉逐漸變黑，吹泡器連續(xù)吹出氣泡，且氣泡向上飛起；用燃著的木條靠近氣泡，能產(chǎn)生爆鳴。該氣體燃燒的化學(xué)方程式是_______。

（3）同學(xué)們討論后認(rèn)為：鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的固體是“鐵的一種氧化物”，玻璃管內(nèi)的黑色固體中還可能含有“過量的鐵”。

（查閱資料）鐵有三種氧化物，FeO（黑色、無磁性）、Fe2O3（紅棕色、無磁性）、Fe3O4（黑色、有磁性）；鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應(yīng)。

（實(shí)驗(yàn)探究）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液	有紅色固體出現(xiàn)	黑色固體中一定含有______
②過濾第①步的產(chǎn)物，將所得固體干燥，用磁鐵接觸該固體	固體可以被磁鐵吸起	黑色固體中一定含有_______

（探究結(jié)論）鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是_______。

（拓展創(chuàng)新）同學(xué)們利用微型儀器“長(zhǎng)柄V形玻璃管”改進(jìn)了圖甲裝置，設(shè)計(jì)出圖乙裝置，并分別選用濕棉布、濕粉筆、蘆薈葉、氫氧化銅等作為供水劑，實(shí)驗(yàn)都獲得成功。

①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)你寫出一條。_____。

②用化學(xué)方程式解釋氫氧化銅供水的原理：______。

（4）某磁鐵礦石含Fe3O480%。若冶煉336t鐵，則理論上需該鐵礦石多少噸？_____

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 2H2+O22H2O 鐵（Fe） 四氧化三鐵（Fe3O4） 3Fe+4H2OFe3O4+4H 2 裝置簡(jiǎn)單或節(jié)約藥品或操作簡(jiǎn)便等 Cu(OH)2CuO + H2O 580t

【解析】

（1）鐵生銹是鐵、氧氣、水三種物質(zhì)共同作用，按圖甲裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）。其中A裝置的作用是提供水蒸氣；

（2）加熱一段時(shí)間后，灰色鐵粉逐漸變黑，吹泡器連續(xù)吹出氣泡，且氣泡向上飛起；用燃著的木條靠近氣泡，能產(chǎn)生爆鳴。可知?dú)怏w是氫氣，該氣體燃燒的化學(xué)方程式是2H2+O22H2O；

（3）[實(shí)驗(yàn)探究]

①取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液，有紅色固體出現(xiàn)，黑色固體中一定含有鐵，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅；

②過濾第①步的產(chǎn)物，將所得固體干燥，用磁鐵接觸該固體，固體可以被磁鐵吸起，黑色固體中一定含有四氧化三鐵（Fe3O4），因?yàn)?/span>Fe3O4是黑色固體、有磁性；

[探究結(jié)論] 一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，是置換反應(yīng)鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知有關(guān)的化學(xué)方程式是3Fe+4H2OFe3O4+4H 2；

[拓展創(chuàng)新]①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優(yōu)點(diǎn)，如：裝置簡(jiǎn)單或節(jié)約藥品或操作簡(jiǎn)便等；

②氫氧化銅供水的原理：氫氧化銅在加熱條件下分解生成氧化銅和水，反應(yīng)方程式為Cu(OH)2CuO + H2O；

（4）設(shè)需要該鐵礦石的質(zhì)量為x

x=580t