Question

18．高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體．小明很好奇，設(shè)計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物．
（1）試管尾部放一團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．說明生成的氣體是氫氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．
（3）探究試管中剩余固體成分是什么？
【查閱資料】

常見鐵的氧化物	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
與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物	FeCl2+H2O	FeCl3+H2O	FeCl2+FeCl3+H2O

實驗發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的．
【猜想與假設(shè)】猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉．
【初步驗證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引
【實驗探究】

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(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，沒有氣泡冒出，剩余固體是Fe3O4． 若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物．

【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，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．說明生成的氣體是氫氣，因為氫氣具有可燃性，氫氣和氧氣在點燃的條件下生成水，配平即可；實驗發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的；實驗發(fā)現(xiàn)為黑色固體，鐵粉、氧化亞鐵、四氧化三鐵都是黑色的，因此猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；初步試驗：試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，說明沒有氧化亞鐵；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，沒有氣泡冒出，剩余固體是四氧化三鐵；若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物；因此鐵和水蒸氣在高溫的條件下生成四氧化三鐵和氫氣，配平即可．

解答 解：（2）本題通過實驗資料和實驗分析，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．說明生成的氣體是氫氣，因為氫氣具有可燃性，氫氣和氧氣在點燃的條件下生成水，配平即可；故答案為：氫氣；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）【查閱資料】實驗發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的；故答案為：Fe₂O₃是紅色的；
【猜想與假設(shè)】故實驗發(fā)現(xiàn)為黑色固體，鐵粉、氧化亞鐵、四氧化三鐵都是黑色的，因此猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；答案為：FeO或FeO和鐵粉；Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；
【實驗探究】取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，剩余固體是四氧化三鐵；若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物；故答案為：稀鹽酸；Fe₃O₄；鐵粉和四氧化三鐵的混合物；
【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣在高溫的條件下生成四氧化三鐵和氫氣，配平即可，故答案為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；

點評 本考點既考查了實驗步驟的設(shè)計，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對實驗進行了評價，綜合性比較強．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．