Question

【題目】在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)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(yīng)一段時(shí)間后剩余固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)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_____；

（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(shè)）猜想一：剩余固體是Fe3O4

猜想二：剩余固體是_____；

（實(shí)驗(yàn)探究）請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)你的猜想

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
_____	_____

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____,在該反應(yīng)中，鐵與水蒸氣恰好反應(yīng)的質(zhì)量比為_____。

Answer 1

【答案】H2 Fe、Fe3O4 取少量B裝置中剩余固體于試管中，滴加稀鹽酸 固體減少，有氣泡產(chǎn)生，證明猜想二成立，若固體減少，無氣泡產(chǎn)生，猜想一正確 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 7:3

【解析】

(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，根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變可得，鐵與水蒸氣產(chǎn)生的氣體只能是氫氣，不能是一氧化碳，因?yàn)�，鐵與水蒸氣中沒有碳元素，故填寫：H2；

(2)B裝置中有鐵粉，而且剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，因此，鐵的氧化物為Fe3O4，當(dāng)鐵粉過量，B裝置中剩余固體為Fe、Fe3O4，故填寫：Fe、Fe3O4；

(3)Fe與稀酸反應(yīng)會產(chǎn)生氣體，溶液顏色會發(fā)生變化，Fe3O4與稀酸反應(yīng)，只是溶液顏色發(fā)生變化，因此，證實(shí)猜想可向剩余物中加入稀鹽酸或稀硫酸，觀察現(xiàn)象，故填寫：取少量B裝置中剩余固體于試管中，滴加稀鹽酸；

(4)若觀察到固體減少，有氣泡產(chǎn)生，證明猜想二成立，若固體減少，無氣泡產(chǎn)生，猜想一正確，故填寫：固體減少，有氣泡產(chǎn)生，證明猜想二成立，若固體較少，無氣泡產(chǎn)生，猜想一正確；

(5)由(1)和猜想可知，鐵與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和四氧化三鐵，故填寫：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

(6)根據(jù)化學(xué)方程式的量的含義可知，鐵與水蒸氣恰好反應(yīng)的質(zhì)量比為：（56ⅹ3）:（4ⅹ18）=7:3，故填寫：7:3。