Question

11．冬天，小方陪媽媽去醫(yī)院打點滴．發(fā)現(xiàn)護士往輸液管上放了一個紙包（如圖所示）．經(jīng)詢問得知它可以溫暖輸入人體中的液體．小方對包里的東西能產(chǎn)生熱量感到很神奇，于是，他向護士要了一只用過的紙包，帶回來進行了如下探究．
探究一：包里是什么物質(zhì)．
他剪開紙包，發(fā)現(xiàn)里面是一些黑色粉末和暗紅色粉末．
【提出猜想】紙包里的物質(zhì)可能是炭粉、鐵粉、氧化鐵、氧化亞鐵中某幾種物質(zhì)的混合物．
【查閱資料】氧化亞鐵是一種黑色粉末，不溶于水．在空氣中稍受熱即被迅速氧化成四氧化三鐵，鐵的氧化物中只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水．
【初步結論】根據(jù)資料知識，你認為紙包中的黑色粉末除了猜想物質(zhì)以外，還可能含有四氧化三鐵．
【進行實驗】

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	將磁鐵靠近粉末	黑色粉末部分被吸引，暗紅色粉末不被吸引
②	取少量粉末加入足量稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生，底部有黑色不溶物

【得出結論】
（1）該粉末中一定含有炭粉、鐵粉、氧化鐵．
（2）實驗②中產(chǎn)生氣泡的化學方程式是Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
探究二：紙包為什么會放熱．
【查閱資料】鐵粉在空氣中會發(fā)生緩慢氧化而放出熱量，轉化成氧化鐵．
請你寫出該反應的化學方程式4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
在上面的實驗中還不能得出紙包中一定含有四氧化三鐵．請你繼續(xù)完成以下實驗內(nèi)容：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結論
用磁鐵靠近紙包中的粉末 向吸起來的黑色粉末中通入CO，并加熱，并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水	有部分黑色粉末被吸起來 石灰水變渾濁	紙包中含有四氧化三鐵．

Answer 1

分析 【初步結論】
如果粉末中含有氧化亞鐵，該過程是放熱的，那么氧化亞鐵容易被氧化成四氧化三鐵；
【進行實驗】
鐵、四氧化三鐵能夠被磁鐵吸引，氧化鐵粉末是暗紅色的，碳粉不能和稀鹽酸反應，鐵能和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣；
【得出結論】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷物質(zhì)的組成；
根據(jù)反應物、生成物、反應條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應的化學方程式；
【查閱資料】
鐵和氧氣發(fā)生緩慢氧化生成氧化鐵；
合理設計實驗，可以證明物質(zhì)中是否含有四氧化三鐵．

解答 解：【初步結論】
紙包中的黑色粉末除了猜想物質(zhì)以外，還可能含有四氧化三鐵，因為氧化亞鐵在空氣中稍受熱即被迅速氧化成四氧化三鐵．
故填：四氧化三鐵．
【得出結論】
（1）將磁鐵靠近粉末，黑色粉末部分被吸引，說明黑色粉末中可能含有鐵粉，或四氧化三鐵，或鐵粉和四氧化三鐵，暗紅色粉末是氧化鐵；
取少量粉末加入足量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說明粉末中含有鐵粉，底部有黑色不溶物，說明粉末中含有炭粉，因此該粉末中一定含有炭粉、鐵粉、氧化鐵．
故填：炭粉、鐵粉、氧化鐵．
（2）實驗②中產(chǎn)生氣泡，是因為鐵粉和稀鹽酸反應生成了氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
【查閱資料】
鐵粉在空氣中發(fā)生緩慢氧化生成氧化鐵的化學方程式為：4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
故填：4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
證明紙包中含有四氧化三鐵的實驗步驟、實驗現(xiàn)象如表中所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
用磁鐵靠近紙包中的粉末 向吸起來的黑色粉末中通入CO，并加熱，并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水	有部分黑色粉末被吸起來 石灰水變渾濁

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎．