如何证明还原铁粉一定与水蒸气发生反应

Question

如题所述

Answer 1

通过一个实验可以证明还原铁粉一定与水蒸气发生反应。
仪器：
铁架台、大试管、铁夹、有孔橡胶塞、培养皿、坩埚钳、带防风罩的酒精灯、导管、橡胶管、玻璃棒、药匙、纸槽；
药品：
洗涤剂液、蒸馏水、脱脂棉、还原铁粉、火柴。
工件淬火是将钢铁制品加热到一定温度，保温后快速冷却以提高钢的强度和硬度，强化钢的性能的热处理工艺。工件是钢铁制品，水是碳钢常用的淬火介质。铁与冷水无明显的反应现象，有黑色物质生成。
铁与冷水无明显的反应现象，热水也无明显的反应现象。输送自来水和热水的铁管就是最好的例证。
铁与水蒸气在高温条件下是否发生了反应，从氧化还原理论分析，如果Fe与水蒸气的反应，Fe化合价将由0价升高，生成铁的化合物，那么哪种元素的化合价能降低，H元素。黑色物质是一种铁的化合物，铁的常见化合物有FeO，Fe2O3，Fe3O4，Fe(OH)2 ,Fe(OH)3,到底是哪一种,生成物除了铁的化合物，还有什么其他物质。从钠与水反应类推猜想：是铁的氢氧化物和氢气。
【猜想与假设】铁与水蒸气能在高温条件下发生反应，生成H2和铁的化合物。
【演示实验】铁粉在高温下与水蒸气反应：
脱脂棉用水浸湿后挤干，塞入试管底部，脱脂棉厚度1～2cm，铁粉1g,铁粉中心至棉花外沿距离为2cm。加热至试管壁上有细小的水滴时，将导气管伸入盛有洗涤剂液的培养皿中吹泡，当有大量气泡时，停止吹气泡。用点燃的火柴靠近气泡，有爆鸣声。说明产生的气体是氢气。经x射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成。
这就证明了还原铁粉与水蒸气发生反应。
△
3Fe + 4H2O(g)= Fe3O4 + 4H2
（利用加热试管中还原铁粉时的余热使湿润的脱脂棉产生水蒸气，由于气体与铁粉表面接触，产生气体量不多，所以用吹肥皂泡的方式收集气体。）

Answer 2

1:质量减轻。Fe+H2O=Fe3O4+H2,有气体生成
2：生成物加入HCl，几乎没有气体生成，溶液呈黄色。(也可以用硫酸等别的酸）
3：将生成物放入试管，通入干燥的CO气体，发现有CO2生成，证明物体被还原，进一步证明Fe和水蒸气反应。（装置图应该知道吧，就是CO还原氧化铁的那个）

4：还可以用铁棒靠近若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成了物为四氧化三铁（四氧化三铁是磁铁矿，有磁性）
这大概应该是最简单，易操作的方法。