铁与水蒸气的反应是高温下的置换反应,核心是铁还原水中氢元素生成氢气,具体细节如下:
3Fe + 4H₂O(g) =高温= Fe₃O₄ + 4H₂↑
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温度需达到高温(通常 600℃以上),常温或液态水与铁不发生此反应。
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反应物水必须是水蒸气,需在化学方程式中注明状态 “(g)”,区分液态水。
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四氧化三铁(Fe₃O₄):黑色晶体,是铁的混合价态氧化物(含 Fe²⁺和 Fe³⁺),不溶于水。
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氢气(H₂):无色无味气体,密度比空气小,需标注 “↑”,点燃时能产生淡蓝色火焰。
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本质是置换反应,铁作为还原剂,失去电子;水中的氢元素得到电子被还原为氢气。
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实际应用中,该反应是工业制氢的潜在途径之一,也常用于化学实验中验证金属与水蒸气的反应规律。
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