Question

【題目】某化學小組同學研究鐵絲在氧氣中燃燒的反應(yīng)，進行了如下實驗，取一段打磨好的螺旋狀鐵絲，在下面系一根火線，點燃火柴，待火柴快燃盡時，插入充滿氧氣且放有少量水的集氣瓶中，觀察到如下現(xiàn)象，鐵絲下端熔成一個小鐵球，生成一種黑色固體，做完實驗以后小明對該實驗有兩個問題疑惑不解，分別做了以下探究實驗：
（1）【問題一】掉落下來的黑色固體中是否仍然含有鐵？
為了確定該黑色固體的成分，同學們查閱以下資料
①鐵粉是黑色或灰黑色粉末，四氧化三鐵為黑色固體，具有磁性．
②四氧化三鐵和鹽酸反應(yīng)：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O
有同學提出：用磁鐵來確定黑色固體的成分，其他同學表示反對，其理由為 ．
經(jīng)過討論，同學們設(shè)計了以下實驗方案，通過實驗確定了黑色固體的成分．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量黑色固體于試管中，加入適量鹽酸，放置一段時間	現(xiàn)象1：液體由無色變?yōu)辄S色
	現(xiàn)象2：	黑色固體中含有鐵

（2）【問題二】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是FeO或Fe2O3呢？
查閱資料：①FeO在空氣中極易被氧化為Fe2O3 ．
②Fe2O3絕Fe3O4的分解度和熔點見下表：

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400
熔點/℃			1535

結(jié)合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應(yīng)在℃之間，在此溫度范圍內(nèi)已分解，所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4 ．
（3）拓展延伸
①有些食品包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末，若粉末的顏色 ， 就說明包裝盒破損透氣，這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理；
②下列鐵的氧化物中，鐵元素的質(zhì)量分數(shù)由大到小的順序是（填字母）．
A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4
③Fe2O3高溫時分解成Fe3O4和一種氣體，請寫出該反應(yīng)的方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引；黑色固體中含有四氧化三鐵；有氣泡冒出
（2）1535﹣1538；Fe2O3
（3）由黑色變?yōu)榧t色；A＞C＞B；6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑
【解析】解：【問題一】鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，故不能用磁鐵來確定黑色固體的成分，故填：鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引．
四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，水溶液變黃，鐵能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，會觀察到氣泡產(chǎn)生，故填：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量黑色固體于試管中，加入適量鹽酸，放置一段時間	現(xiàn)象1：液體由無色變?yōu)辄S色	黑色固體中含有四氧化三鐵
	現(xiàn)象2：有氣泡冒出	黑色固體中含有鐵

【問題二】由于鐵絲燃燒時先由于溫度升高開始熔化后達到著火點燃燒，所以溫度需要達到鐵的熔點，又因為生成物是四氧化三鐵，所以溫度不能高于四氧化三鐵的分解溫度，否則會得不到四氧化三鐵，所以溫度是1535℃﹣1538℃之間；由于在該溫度下氧化鐵已經(jīng)分解，所以得不到氧化鐵；
所以答案是：1535﹣1538；Fe2O3 ．
拓展延伸
①有些食品包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末，氧化亞鐵能被氧氣氧化生成氧化鐵，顏色由黑色變?yōu)榧t色，故填：由黑色變?yōu)榧t色；
②將鐵的氧化物的化學式改寫，可以變?yōu)椋篈、Fe6O6 ， B、Fe6O9；C、Fe6O8；故鐵元素的質(zhì)量分數(shù)由大到小的順序是A＞C＞B；故填：A＞C＞B；
③Fe2O3高溫時分解成Fe3O4和氧氣，故填：6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑．
【考點精析】關(guān)于本題考查的金屬材料的選擇依據(jù)和書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式，需要了解黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬；注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能得出正確答案．