古時鐵匠將燒紅的鐵器浸在水中急劇冷卻，以增加鐵器的硬度，此法稱為“淬火”，學習小組對不同條件下鐵能否與水反應進行了探究。
【知識準備】①在常溫下，鐵與水幾乎不反應，但在有氧氣氧氣存在時，會生成鐵銹。
②在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。
Ⅰ．探究“鐵與水蒸氣”反應的氣體產(chǎn)物
甲同學取適量的鐵粉與濕棉花（棉花的成分不參加反應）于反應裝置A中。按如圖所示方案進行實驗，觀察到C處管口有淡藍色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧。說明產(chǎn)生的氣體是氫氣。
（1）試管內(nèi)放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣提供水蒸氣；實驗時棉花沒有燃燒，其原因是溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸。
（2）小組同學討論認為，若沒有B裝置，上述實驗中“燒杯內(nèi)壁有水霧”作為“反應產(chǎn)生的氣體是氫氣”的證據(jù)不可靠。則B裝置內(nèi)的試劑為濃硫酸濃硫酸。
Ⅱ．探究“鐵與水蒸氣”反應后剩余固體的成分
【查閱資料】①常見鐵的氧化物有關信息如表。
| 常見鐵的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
| 顏色、狀態(tài) | 黑色粉末 | 紅棕色粉末 | 黑色粉末 |
| 能否被磁鐵吸引 | 否 | 否 | 能 |
③KSCN溶液為無色溶液，遇FeCl3溶液呈血紅色，遇FeCl2溶液不變色。
【初步驗證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。
【猜想與假設】猜想1：剩余固體是
Fe3O4
Fe3O4
；猜想2：剩余固體是Fe和Fe3O4。【實驗驗證1】乙同學取樣品于燒杯中，加入適量的稀鹽酸，觀察到
固體全部溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變黃色
固體全部溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變黃色
（填實驗現(xiàn)象），說明猜想2正確。【實驗驗證2】丙同學取樣品23.2g,通過實驗測的其中所含鐵元素質(zhì)量
＞
＞
（填“＞”、“＜”或“=”）16.8g,進一步證實了猜想2。【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為
3Fe+4H2O（氣） Fe3O4+4H2
高溫
3Fe+4H2O（氣） Fe3O4+4H2
。高溫
【拓展延伸】往乙同學反應后的燒杯中，滴入KSCN溶液，溶液不變色。丁同學猜想可能是生成的FeCl3溶液與鐵粉發(fā)生了反應。
【設計實驗】請設計實驗對丁同學的猜想進行驗證，簡述實驗過程（包括操作、可能的實驗現(xiàn)象和對應的結(jié)論）：
實驗步驟：取適量氯化鐵溶液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，再加入足量鐵粉；
實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
實驗步驟：取適量氯化鐵溶液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，再加入足量鐵粉；
實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
（實驗中必須用到KSCN溶液、FeCl3溶液和鐵粉）。實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
【答案】氧氣；提供水蒸氣；溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸；濃硫酸；Fe3O4；固體全部溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變黃色；＞；3Fe+4H2O（氣） Fe3O4+4H2；實驗步驟：取適量氯化鐵溶液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，再加入足量鐵粉；
實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
高溫
實驗現(xiàn)象：溶液變紅色，后溶液由紅色變成淺綠色；
實驗結(jié)論：氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：157引用：2難度：0.5
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1．紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504 雙 吸劑”，其標簽如圖所示．同學們對一包久置的“504 雙吸劑”固樣品 很好奇，設計實驗進行探究．
【提出問題】久置固體的成分是什么？
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應生成氯化亞鐵，氯化亞鐵溶液的顏色為淺綠色．
【作出猜想】久置固體中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．
【實驗探究】
（1）為驗證固體中 CaCO3是否存在，你采用的實驗方法是．如果該物質(zhì)存在，對應的現(xiàn)象和結(jié)論是．
（2）某同學取少量固體混合物投入水中，滴加酚酞后溶液變紅，由此他認為固體中有Ca（OH）2，他的判斷正確嗎？請說明理由．
（3）某同學取少量固體混合物投入鹽酸中，發(fā)現(xiàn)固體溶解后溶液呈淺綠色而不是黃色，他由此斷定固體中不存在 Fe2O3，但肯定存在鐵．你認為他的結(jié)論正確嗎？為什么？．
（4）要判斷固體中是否有 CaO 存在，可采用的方法是．發(fā)布：2024/12/7 8:0:1組卷：30引用：1難度：0.1 -
2．古代鐵匠常把燒紅的鐵器浸入水中急速冷卻，以增加鐵器的硬度，此法稱為“淬火”。某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗，用以探究鐵與水蒸氣在高溫條件下反應后的產(chǎn)物（注：夾持儀器已省略）。
【查閱資料1】常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但高溫下鐵與水蒸氣能反應，生成一種固體和一種氣體。
（1）A裝置的作用是。
（2）探究生成的氣體是什么？
猜測Ⅰ：氧氣
猜測Ⅱ：氫氣
猜測Ⅲ：二氧化硫
小紅認為不需要做實驗就可以排除猜想Ⅲ，她的理由是。
【實驗驗證】如圖所示，加熱一段時間后，灰黑色的鐵粉逐漸全部變黑，把導氣管放入肥皂水中，吹出的肥皂泡上升飄到空中，用燃著的木條靠近肥皂泡，肥皂泡燃燒，有爆鳴聲。寫出該氣體燃燒的化學方程式。
（3）探究玻璃管中剩余黑色固體的成分？
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(nèi)的黑色固體中還可能含有“剩余的鐵”。
【查閱資料2】
①鐵的氧化物有三種：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中僅有Fe2O3為紅棕色，F(xiàn)eO、Fe3O4均為黑色，但FeO一接觸到空氣會立即變成紅棕色。
②鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應，鐵能與硫酸銅溶液反應生成紅色物質(zhì)。
【實驗探究】
①將玻璃管中的黑色固體倒出，平鋪于白紙上，沒有發(fā)現(xiàn)紅棕色的物質(zhì)，一會兒之后黑色固體也不變色，則黑色固體中一定沒有（填物質(zhì)名稱）。
②取上述黑色固體少許加入足量的硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)（填實驗現(xiàn)象），說明黑色固體中一定有鐵和四氧化三鐵。
【實驗結(jié)論】鐵與水蒸氣發(fā)生反應的化學方程式為。發(fā)布：2024/12/12 2:0:2組卷：108引用：4難度：0.5 -
3．紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504 雙 吸劑”，其標簽如圖所示．同學們對一包久置的“504 雙吸劑”固樣品 很好奇，設計實驗進行探究．【提出問題】久置固體的成分是什么？
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應生成氯化亞鐵，氯化亞鐵溶液的顏色為淺綠色．
【作出猜想】久置固體中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．
【實驗探究】
（1）為驗證固體中 CaCO3是否存在，你采用的實驗方法是．如果該物質(zhì)存在，對應的現(xiàn)象和結(jié)論是．
（2）某同學取少量固體混合物投入水中，滴加酚酞后溶液變紅，由此他認為固體中有Ca（OH）2，他的判斷正確嗎？請說明理由．
（3）某同學取少量固體混合物投入鹽酸中，發(fā)現(xiàn)固體溶解后溶液呈淺綠色而不是黃色，他由此斷定固體中不存在 Fe2O3，但肯定存在鐵．你認為他的結(jié)論正確嗎？為什么？．
（4）要判斷固體中是否有 CaO 存在，可采用的方法是．發(fā)布：2024/12/7 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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