Question

20．常溫下沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體．小明很好奇，設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)，探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物．
（1）試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是提供水蒸氣．
（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(shuō)明生成的氣體是氫氣．
（3）探究試管中剩余固體成分是什么？
【查閱資料】

常見(jiàn)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
能否被磁鐵吸引	否	否	能

【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引．該黑色固體不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅棕色粉末．鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【猜想與假設(shè)】猜想一：剩余固體是Fe與Fe₃O₄；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄．
【實(shí)驗(yàn)探究】已知：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，完成下列實(shí)驗(yàn)探究：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
		猜想一成立
		猜想二成立

Answer 1

分析 （1）水受熱時(shí)會(huì)變成水蒸氣；
（2）氫氣的密度比空氣小，與空氣混合達(dá)到一定程度時(shí)，遇明火會(huì)都是爆炸；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷黑色固體的組成；
鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣．

解答 解：（1）試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是提供水蒸氣．
固體：提供水蒸氣．
（2）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(shuō)明生成的氣體是氫氣．
固體：氫氣．
（3）試管中剩余固體為黑色，說(shuō)明該固體不可能是Fe₂O₃，能全部被磁鐵吸引，試管中剩余固體可能是鐵和四氧化三鐵，或四氧化三鐵；
鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
猜想一：剩余固體是Fe與Fe₃O₄；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄；

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)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，有氣泡冒出	猜想一成立
	若固體全部溶解，沒(méi)有氣泡冒出	猜想二成立

故填：Fe₂O₃是紅棕色粉末；3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Fe₃O₄．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．