铁与水蒸气的反应的现象和结论

一、铁与水蒸气的反应的现象和结论

1、物理性质：银白色固体，较软，具有良好的导电性、导热性和延展性。

2、化学性质

（1）与非金属单质反应

①常温下，铁被腐蚀生成铁锈，主要成分为$\ce{Fe2O3}$。

②在氧气中点燃，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体产生。

③与$\ce{Cl2}$反应：$\ce{2Fe}$+$\ce{3Cl2}$$\xlongequal[\quad]{\displaystyle{点燃}}$$\ce{2FeCl3}$（产生棕褐色的烟）

④与S反应：$\ce{Fe}$+$\ce{S}$$\xlongequal[\quad]{\displaystyle{\triangle}}$$\ce{FeS}$（有黑色固体生成）

⑤与$\ce{I2}$反应：$\ce{Fe}$+$\ce{I2}$$\xlongequal[\quad]{\displaystyle{\triangle}}$$\ce{FeI2}$

（2）与水蒸气反应

实验现象：红热的铁粉与水蒸气反应放出气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃放出的气体，能燃烧或发出爆鸣声。反应后，试管中固体仍呈黑色。

实验结论：铁不能与冷、热水反应，但在高温条件下能与水蒸气反应：

$\ce{3Fe}$+$\ce{4H2O(g)}$$\xlongequal[\quad]{\displaystyle{高温}}$$\ce{Fe3O4}$+$\ce{4H2}$

实验说明：湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用；反应的产物是$\ce{Fe3O4}$，而不是$\ce{Fe2O3}$。

（3）与酸反应

①与非氧化性酸反应，有氢气生成：$\ce{Fe}$+$\ce{2H+}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Fe^2+}$+$\ce{H2 ^}$

②与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，无氢气产生。

（4）与盐溶液反应

铁与硫酸铜溶液发生置换反应：$\ce{Fe}$+$\ce{CuSO4}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{FeSO4}$+$\ce{Cu}$（湿法炼铜的原理。）该反应说明了铁的金属活动性比铜强。

3、铁的氧化物

二、铁与水蒸气的反应的相关例题

下列关于铁及其化合物的说法正确的是___

A．硫酸铁溶液不具有净水作用

B．$\ce{Fe3O4}$是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁

C．铁粉与水蒸气在加热条件下的反应产物为$\ce{Fe2O3}$和$\ce{H2}$

D．去除$\ce{FeCl2}$溶液中的$\ce{FeCl3}$杂质，可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤

答案：D

解析：硫酸铁溶液中铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，所以可以起净水作用，A错误；$\ce{Fe3O4}$是一种黑色晶体，俗称磁性氧化铁，B错误；铁粉与水蒸气在高温加热条件下反应生成$\ce{Fe3O4}$和$\ce{H2}$，C错误；向混合溶液中加入过量铁粉，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，然后过滤得到氯化亚铁溶液，可以除$\ce{FeCl2}$溶液中的$\ce{FeCl3}$杂质，D正确。