Question

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反虚后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。

（2）探究生成的气体是什么？

用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。

（3）探究试管中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。

【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________。

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。

Answer

（1）提供水蒸气；（2）H2；（3）【猜想与假设】猜想二：Fe3O4

【实验探究】

实验操作

实验现象及结论

取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸

若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4．若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4．

【实验结论】3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑；

【解析】

试题分析：（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气；（2）根据实验现象可知，生成的气体为：H2

【猜想与假设】根据化学反应可知，猜想二为：四氧化三铁；【实验探究】取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸，若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4．若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4．【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑；

考点：实验方案的设计。