Question

【題目】做完“鐵在氧氣里燃燒”實(shí)驗(yàn)后，小冬同學(xué)有兩個(gè)疑惑不解的問(wèn)題，于是她進(jìn)行了以下探究活動(dòng)，請(qǐng)你一同參與。

【問(wèn)題1]鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色物質(zhì)中還有沒(méi)有鐵呢？

【查閱資料1】

（1）自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種（FeO極易被氧氣氧化為Fe2O3）；

（2）鐵的氧化物均能溶于酸的溶液，如鹽酸、硫酸等；

（3）鐵能與硫酸銅溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但鐵的氧化物不能與硫酸銅溶液反應(yīng)；

（4）鐵與酸的溶液反應(yīng)（如鹽酸、硫酸等），有氣泡產(chǎn)生。

【實(shí)驗(yàn)探究】

將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎，裝入試管，加入________溶液，觀察到的現(xiàn)象是________，說(shuō)明鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色物質(zhì)中還含有鐵。

【問(wèn)題2】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3呢？

【查閱資料2】

（1）Fe3O4和Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點(diǎn)見(jiàn)表：

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	﹣
熔點(diǎn)/℃	﹣	﹣	1535

（2）Fe2O3高溫時(shí)分解成Fe3O4。

（3）Fe2O3的顏色為紅棕色。

【理論探討】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫應(yīng)在________之間，在此溫度范圍內(nèi)Fe2O3已分解，所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是________。

【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)中為了防止集氣瓶炸裂，必須_______________；

（1）Fe2O3高溫分解成Fe3O4和氧氣，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式____________；

（2）有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末，若粉末的顏色________，就說(shuō)明包裝盒破損進(jìn)氣，這樣售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

Answer 1

【答案】稀鹽酸（或硫酸銅等）冒氣泡（或生成紅色固體等）l535℃～l538℃Fe3O4在集氣瓶底部放少量的水（或在集氣瓶底部鋪一層細(xì)沙）6Fe2O34Fe304+O2↑由黑色變成紅棕色．

【解析】【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)資料1可知，鐵與酸的溶液反應(yīng)（如鹽酸、硫酸等），有氣泡產(chǎn)生，二金屬氧化物雖然也能與酸反應(yīng)，但無(wú)氣泡產(chǎn)生，故可向黑色固體中加入稀鹽酸或稀硫酸，若產(chǎn)生了氣泡，則證明黑色固體中含有鐵，若沒(méi)有氣泡，則不含鐵；也可加入硫酸銅，若有鐵則能構(gòu)成到生成紅色的物質(zhì)。現(xiàn)黑色物質(zhì)中還含有鐵，故觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生了氣泡或產(chǎn)生了紅色的物質(zhì)；【理論探討】由于鐵要先熔化再燃燒，鐵的熔點(diǎn)是1535℃，而氧化鐵分解的溫度只有1400℃，故不可能生成氧化鐵，四氧化三鐵的分解溫度在1538℃，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫應(yīng)在l535℃～l538℃；【拓展延伸】鐵絲燃燒時(shí)要在集氣瓶的底部裝少量水或細(xì)沙，目的是防止生成物溫度過(guò)高，濺落到集氣瓶的底部使集氣瓶炸裂；（1）根據(jù)描述，該反應(yīng)的反應(yīng)物是氧化鐵，生成物是四氧化三鐵和氧氣，反應(yīng)條件是高溫，故反應(yīng)化學(xué)方程式表示為：. 6Fe2O34Fe304+O2↑ ；（2）根據(jù)資料：eO極易被氧氣氧化為Fe2O3，故若包裝盒破損進(jìn)氣，那么黑色的氧化亞鐵就會(huì)和氧氣反應(yīng)生成紅色的氧化鐵。