Question

【題目】如下圖（夾持儀器已略），某興趣小組在老師指導(dǎo)下，探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)，請(qǐng)回答。

【實(shí)驗(yàn)初探】

（1）連接裝置，并___________。

（2）裝好藥品。

（3）加熱一段時(shí)間后，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________。

【查閱資料】鐵有三種氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4）。

①它們都不溶于水，其中鐵粉、Fe3O4能被磁鐵吸引；②FeO接觸到空氣會(huì)立即由黑色變?yōu)榧t棕色；③三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應(yīng)，但能與酸反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)。

【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)反應(yīng)后的剩余固體進(jìn)行探究。

（1）小梅發(fā)現(xiàn)固體為黑色，由此判斷:固體中肯定不存在Fe2O3 ,理由是_______。

（2）小宇發(fā)現(xiàn)固體均能被磁鐵吸引，大家倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上。觀(guān)察現(xiàn)象是__________，判斷黑色固體中一定沒(méi)有FeO。

討論：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”。

【提出猜想】玻璃管中黑色固體成分有什么?

猜想Ⅰ：Fe； 猜想Ⅱ：Fe3O4； 猜想Ⅲ：______________

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取上述固體少許，加入足量 _________________	出現(xiàn)紅色固體，且有黑色固體殘留	黑色固體中一定含有 ________________

【結(jié)論反思】（1）鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是________________。

（2）出現(xiàn)紅色固體的化學(xué)方程式是_______，加入的溶液必須足量的原因是______________。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 2H2+O2 2H2O Fe2O3為紅棕色（合理即可） 仍為黑色或不變紅色（合理即可） Fe和Fe3O4 取上述固體少許，加入足量 CuSO4 溶液 黑色固體中一定含有 Fe和Fe3O4 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 使鐵粉完全反應(yīng)（或全部反應(yīng)）

【解析】【實(shí)驗(yàn)初探】（1）連接裝置，并檢查裝置的氣密性。（3）氣泡向上飛起，說(shuō)明氣體的密度比空氣小，據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變，可推知生成的氣體是氫氣，氫氣燃燒的化學(xué)方程式為2H2+O2 2H2O；【實(shí)驗(yàn)探究】（1）發(fā)現(xiàn)固體為黑色，由此判斷:固體中肯定不存在Fe2O3 ,理由是氧化鐵是紅棕色固體。（2）由題中信息可知FeO接觸到空氣會(huì)立即由黑色變?yōu)榧t棕色；倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上。觀(guān)察現(xiàn)象是不變紅色，判斷黑色固體中一定沒(méi)有FeO。 猜想Ⅲ：Fe和Fe3O4；取上述固體少許，加入足量

CuSO4 溶液出現(xiàn)紅色固體，說(shuō)明固體中有鐵，因鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，銅是紅色固體；有黑色固體殘留，說(shuō)明固體縱還有四氧化三鐵；黑色固體中一定含有Fe和Fe3O4；【結(jié)論反思】（1）置換反應(yīng)是一種化合物和一種單質(zhì)生成另一種化合物和另一種單質(zhì)；鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是3Fe+4H2O Fe3O4+4H2。（2）出現(xiàn)紅色固體的化學(xué)方程式是Fe+CuSO4===FeSO4+Cu，加入的溶液必須足量的原因是使鐵粉完全反應(yīng)。