23. 古代铁匠常把烧红的铁器浸入水中急速冷却,以增加铁器的硬度,此法称为“淬火”。某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验,用以探究铁与水蒸气在高温条件下反应后的产物(注:夹持仪器已省略)。
【查阅资料1】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,生成一种固体和一种气体。
(1)A装置的作用是
______。
(2)探究生成的气体是什么?
猜测Ⅰ:氧气
猜测Ⅱ:氢气
猜测Ⅲ:二氧化硫
小红认为不需要做实验就可以排除猜想Ⅲ,她的理由是
______。
【实验验证】如图所示,加热一段时间后,灰黑色的铁粉逐渐全部变黑,把导气管放入肥皂水中,吹出的肥皂泡上升飘到空中,用燃着的木条靠近肥皂泡,
______说明燃烧产生氢气。
(3)探究玻璃管中剩余黑色固体的成分?
同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。
【查阅资料2】
①铁的氧化物有三种:FeO、Fe
2O
3、Fe
3O
4,其中仅有Fe
2O
3为红棕色,FeO、Fe
3O
4均为黑色,但FeO一接触到空气会立即变成红棕色。
②铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应,铁能与硫酸铜溶液反应生成红色物质。
【实验探究】
①将玻璃管中的黑色固体倒出,平铺于白纸上,没有发现红棕色的物质,一会儿之后黑色固体也不变色,则黑色固体中一定没有
______(填物质名称);
②取上述黑色固体少许加入足量的硫酸铜溶液,发现
______(填实验现象),说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁。
【实验结论】铁与水蒸气发生反应的化学方程式为
______。