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，連接裝置(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)方程式為_____________。

(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(guò)量的鐵”。

(查閱資料)鐵有三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，其中FeO接觸到空氣會(huì)立即由黑色變?yōu)榧t棕色；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
倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上	黑色固體不變色	黑色固體中一定沒(méi)有____(填物質(zhì)名稱)
取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量____溶液	________，且有紅色固體出現(xiàn)	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________________________。

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 2H2+O22H2O 氧化亞鐵和氧化鐵 硫酸銅 黑色固體部分溶解 鐵和四氧化三鐵 3Fe+4H2OFe3O4 +3H2

【解析】

該實(shí)驗(yàn)為鐵與水蒸氣反應(yīng)，裝置A加熱水的目的是為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣。

(2)用燃著的木條靠近氣泡，能產(chǎn)生爆鳴，證明該氣體為可燃性氣體，因?yàn)榉磻?yīng)物中含有鐵、氧、氫三種元素，所以生成的可燃性氣體是氫氣，氫氣和氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2+O22H2O。

(3)氧化鐵為紅棕色，氧化亞鐵與空氣接觸會(huì)由黑色變?yōu)榧t棕色，鐵和四氧化三鐵均為黑色，倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上，黑色固體不變色，說(shuō)明黑色固體中一定沒(méi)有氧化亞鐵和氧化鐵；黑色固體中一定有鐵的氧化物四氧化三鐵，四氧化三鐵與硫酸銅溶液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液，黑色固體應(yīng)為部分溶解，且有紅色固體出現(xiàn)，銅單質(zhì)為紅色，證明黑色固體中含有鐵和四氧化三鐵。

[探究結(jié)論]在高溫條件下，鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)物中的水蒸氣為氣體，生成物中的氫氣為氣體不用加上箭頭，其化學(xué)方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+3H2