Question

【題目】某班學生在老師的指導下探究鐵與水蒸氣的反應。

（1）按如圖所示裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）。其中A裝置的作用是______。

（2）加熱一段時間后，B裝置中的灰色鐵粉逐漸變黑，吹泡器連續吹出氣泡，且氣泡向上飛起；用燃著的木條靠近氣泡，能產生爆鳴聲。該氣體是______。

（3）同學們討論后認為：鐵與水蒸氣反應生成的固體是“鐵的一種氧化物”。玻璃管內的黑色固體中還可能含有“剩余的鐵”。

（查閱資料）鐵的氧化物有三種：，其中是紅棕色的，而接觸到空氣會由黑色變為紅棕色。

（實驗探究）

①將管中的黑色固體倒出，平鋪于白紙上，沒有發現紅棕色物質，說明生成的固體不可能是______，一會兒之后，黑色固體不變色，則黑色固體中一定沒有______。（填物質名稱）

②取上述黑色固體少許加入足量的溶液，發現黑色固體部分溶解，且有______色固體物質出現，說明黑色固體中一定有鐵和四氧化三鐵。

（探究結論）鐵與水蒸氣發生置換反應，生成的黑色固體是，該反應的化學方程式為_______。

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 氫氣（或） （或氧化鐵） 氧化亞鐵 紅

【解析】

（1）A裝置在加熱的條件下產生水蒸氣，故A裝置的作用是：提供水蒸氣；

（2）用燃著的木條靠近氣泡，能產生爆鳴，說明氣泡中的氣體是氫氣；

[實驗探究]①由于氧化鐵是紅棕色的，而倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上，沒有發現紅棕色物質，說明生成的固體不可能是氧化鐵；由于FeO接觸到空氣會由黑色變為紅棕色，而一會兒之后，黑色固體不變色，則黑色固體中一定沒有氧化亞鐵；

②鐵能置換出CuSO4溶液的銅，四氧化三鐵不與CuSO4溶液反應。故取上述黑色固體少許加入足量CuSO4的溶液，發現黑色固體部分溶解，且有紅色固體物質出現，說明黑色固體中一定有鐵和四氧化三鐵；

[探究結論] 鐵與水蒸氣發生置換反應，生成的黑色固體是Fe3O4，該反應的化學方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2。