Question

17．某班學生在老師指導下探究鐵與水蒸氣的反應．
（1）按如圖裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）．其中A裝置的作用是提供水蒸氣．
（2）加熱一段時間后，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．該氣體燃燒的化學方程式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．
（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“過量的鐵”．
【查閱資料】鐵有三種氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄），其中FeO接觸到空氣會立即由黑色變為紅棕色，鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上	黑色固體不變色	黑色固體中一定沒有 氧化亞鐵和氧化鐵（填物質名稱）
取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量 硫酸銅溶液	黑色固體部分溶解，且有紅色固體出現	黑色固體中一定含有 鐵和四氧化三鐵

【探究結論】鐵與水蒸氣發生置換反應，有關的化學方程式是3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
【拓展創新】同學們利用微型儀器“長柄V形玻璃管”改進了圖甲裝置，設計出圖乙裝置，并分別選用濕棉花、濕粉筆、蘆薈葉、芭蕉莖、氫氧化鎂、氫氧化銅等作為供水劑，實驗都獲得成功
①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優點，請你寫一條：操作簡單
 ②分析上述供水劑的供水原理，其中正確的是AB
（填字母）
A．疏松、多孔的物質，有良好的吸水性和保水性能
B．新鮮的富水植物，在受熱時水分容易釋放出來
C．本身不含水的固體物質，不能用作供水劑．

Answer 1

分析 （1）其中A裝置的作用是提供水蒸氣；
（2）氫氣燃燒生成水；
（3）鐵能和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
鐵與水蒸氣發生置換反應，生成四氧化三鐵和氫氣；
不同的實驗裝置，優缺點不同；
疏松、多孔的物質，有良好的吸水性和保水性能，新鮮的富水植物，在受熱時水分容易釋放出來．

解答 解：（1）按如圖裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）．其中A裝置的作用是提供水蒸氣．
故填：提供水蒸氣．
（2）加熱一段時間后，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，說明氣泡中的氣體是氫氣，氫氣燃燒生成水，反應的化學方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．
故填：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．
（3）倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上，黑色固體不變色，說明黑色固體中一定沒有氧化亞鐵和氧化鐵；
取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液，黑色固體部分溶解，并且產生紅色固體，說明黑色固體中含有鐵和四氧化三鐵，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
倒出玻璃管中黑色固體，平鋪于白紙上	黑色固體不變色	黑色固體中一定沒有氧化亞鐵和氧化鐵
取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液	黑色固體部分溶解，且有紅色固體出現	黑色固體中一定含有鐵和四氧化三鐵

【探究結論】
鐵與水蒸氣發生置換反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
故填：3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【拓展創新】
①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優點，例如操作更簡單，節約藥品，供水物質豐富，節約能源等．
故填：操作簡單．
 ②A．疏松、多孔的物質，有良好的吸水性和保水性能，該選項說法正確；
B．新鮮的富水植物，在受熱時水分容易釋放出來，該選項說法正確；
C．本身不含水的固體物質，也可以用作供水劑，該選項說法不正確．
故填：AB．

點評 本題主要考查物質的性質，解答時要根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論．