做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,某興趣小組有一些疑惑不解的問題,于是他們進行了以下探究活動,請你一同參與.
【問題1】細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會“火星四射”?
【查閱資料1】①日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質(zhì). ②含碳細鐵絲燃燒時,其中的炭粒生成的CO2氣體在熔融液態(tài)物質(zhì)中形成氣泡,熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象.
【設(shè)計實驗】為了探究細鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象的原因,該小組同學(xué)設(shè)計的實驗方案是:取長短粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳的細鐵絲,分別在足量的氧氣中燃燒,觀察現(xiàn)象.你認為他們的方案
合理
合理
(填“合理”或“不合理”).
【實驗探究1】小明做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時,他把細鐵絲繞成螺旋狀,一端系在一根鐵絲上,另一端系上一根火柴.點燃火柴后迅速把鐵絲連同火柴一起插入集氣瓶下部(沒有接觸到細沙,如圖所示),但不見鐵絲燃燒,反復(fù)實驗均未成功.
該同學(xué)認為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種:
A.鐵絲表面有銹跡,影響了反應(yīng)的進行;
B.點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi),火柴燃燒消耗了氧氣,不利于鐵絲的燃燒;
C.火柴燃燒時有大量的熱量放出,將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部,因熱脹冷縮之故.瓶內(nèi)氧氣會膨脹逸出,使鐵絲無法燃燒.
實驗:根據(jù)以上假設(shè),他對實驗應(yīng)作的相應(yīng)改進為:
(1)
用砂紙將鐵絲表面的銹除去
用砂紙將鐵絲表面的銹除去
;(2)
待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中
待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中
;(3)
將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部,緩緩伸至集氣瓶底部
將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部,緩緩伸至集氣瓶底部

【問題2】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵呢?
【查閱資料2】①自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種(FeO極易被氧化為Fe2O3);②鐵的氧化物均能溶于酸的溶液.
【實驗探究2】將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎,裝入試管,加入
稀鹽酸、硫酸銅等
稀鹽酸、硫酸銅等
溶液,觀察到的現(xiàn)象是
冒氣泡、出現(xiàn)紅色固體等
冒氣泡、出現(xiàn)紅色固體等
,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.
【問題3】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3呢?
【查閱資料3】①Fe3O4和Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點見表:②Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
Fe3O4 Fe2O3
分解溫度/℃ 1538 1400 -
熔點/℃ - - 1535
【理論探討】
根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結(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
l535℃~l538℃
l535℃~l538℃
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Fe3O4
【拓展延伸】
(1)小林同學(xué)發(fā)現(xiàn)“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來,觀察到火星四射,并有黑色固體生成,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
3Fe+2O2
 點燃 
.
 
Fe3O4
3Fe+2O2
 點燃 
.
 
Fe3O4
;
(2)Fe2O3高溫時會分解成Fe3O4和一種氣體,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式
6Fe203
 高溫 
.
 
4Fe304+02
6Fe203
 高溫 
.
 
4Fe304+02
;
(3)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
由黑色變成紅棕色
由黑色變成紅棕色
,就說明包裝盒破損進氣,這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理.
分析:[設(shè)計實驗]:根據(jù)[查閱資料1]可知鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象,是因為有碳的原因.要證明這一點就要取含碳鐵絲與不含碳鐵絲進行比較;
[實驗探究1]:根據(jù)該同學(xué)分析的實驗失敗的原因采取對應(yīng)的改進措施;
[實驗探究2]:根據(jù)鐵能與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體,也能與硫酸銅反應(yīng),置換出紅色的銅,設(shè)計實驗來鑒別黑色物質(zhì)中是否含有鐵;
[理論探討]:鐵絲燃燒的生成物是四氧化三鐵,說明四氧化三鐵還未分解,鐵的熔點是l535℃,由此推測鐵在氧氣中燃燒產(chǎn)生的高溫應(yīng)是氧化鐵分解,而四氧化三鐵還未分解,據(jù)此判斷溫度范圍;
[拓展延伸]
(1)四氧化三鐵是黑色的固體,據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式;
(2)據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件書寫方程式;
(3)如果包裝盒破損進氣,空氣中的氧氣就把氧化亞鐵氧化,黑色就變成紅棕色氧化鐵.
解答:解:【設(shè)計實驗】通過[查閱資料1]知“含碳細鐵絲燃燒時,其中的炭粒生成的CO2氣體在熔融液態(tài)物質(zhì)中形成氣泡,熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的”;要驗證這一點,可進行對比試驗,也就是取含碳鐵絲與不含碳鐵絲分別在氧氣中燃燒,觀察現(xiàn)象.故該同學(xué)的實驗設(shè)計是合理的;
【實驗探究1】該同學(xué)認為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種:A.鐵絲表面有銹跡,影響了反應(yīng)的進行;B.點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi),火柴燃燒消耗了氧氣,不利鐵絲燃燒;C.火柴燃燒時有大量的熱量放出,將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部,因熱脹冷縮之故.瓶內(nèi)氧氣會膨脹逸出,使鐵絲無法燃燒;針對以上假設(shè),可設(shè)計對應(yīng)的實驗加以驗證:(1)用砂紙將鐵絲表面的銹除去(2)待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中(3)將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部,緩緩伸至集氣瓶底部,然后觀察現(xiàn)象進行判斷;
【實驗探究2】:要想證明:鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵,可以將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎,裝入試管,加入稀鹽酸或硫酸銅等溶液,如果出現(xiàn)冒氣泡、出現(xiàn)紅色固體等現(xiàn)象,就證明黑色物質(zhì)中還含有鐵;
【理論探討】:根據(jù)Fe3O4和Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點,首先鐵需要在融化狀態(tài)下反應(yīng),所以應(yīng)該是高于1535℃,其次是要防止四氧化三鐵分解,所以溫度應(yīng)該是低于1538℃,所以應(yīng)該控制溫度在l535℃~l538℃,這是Fe2O3的分解溫度低,已經(jīng)分解了,鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)生是只有Fe3O4
【拓展延伸】:(1)“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來,觀察到火星四射,并有黑色固體生成,說明生成四氧化三鐵,反應(yīng)方程式是3Fe+2O2
 點燃 
.
 
Fe3O4;
(2)已知反應(yīng)物和生成物,寫出反應(yīng),配平即可:6Fe203
 高溫 
.
 
4Fe304+02↑;
(3)如果包裝盒破損進氣,空氣中的氧氣就把氧化亞鐵氧化,黑色就變成紅棕色氧化鐵;
故答案為:
[設(shè)計實驗]合理;
[實驗探究1](1)用砂紙將鐵絲表面的銹除去;(2)待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中;(3)將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部,緩緩伸至集氣瓶底部;
[實驗探究2]稀鹽酸、硫酸銅等;冒氣泡、出現(xiàn)紅色固體等;
[理論探討]l535℃~l538℃;
[拓展延伸]
(1)3Fe+2O2
 點燃 
.
 
Fe3O4; (2)6Fe203
 高溫 
.
 
4Fe304+02↑;    (3)由黑色變成紅棕色.
點評:本題考查鐵絲燃燒實驗及鐵的化學(xué)性質(zhì),探究鐵的不同氧化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等知識,以及控制反應(yīng)條件得到不同產(chǎn)物的方法,認真分析所給的資料,同時結(jié)合所學(xué)的知識,才能得出正確結(jié)論.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,小冬同學(xué)有兩個疑惑不解的問題,于是她進行了以下探究活動,請你一同參與.
[問題1]鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵呢?
[查閱資料1]
(1)自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4(黑色)和Fe2O3(紅褐色)兩種[FeO(黑色)極易被氧化為Fe2O3];
(2)鐵的氧化物均能溶于鹽酸或硫酸的溶液.
(3)鐵單質(zhì)也能與鹽酸或硫酸的溶液反應(yīng),生成氫氣.
[實驗探究]
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
 
,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.
[問題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、鐵的熔點見表:
Fe3O4 Fe2O3
分解溫度/℃ 1538 1400
 
熔點/℃
 
 
1535
(2)Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
[理論探討]
根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結(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)Fe2O3已分解,所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)生是Fe3O4
[拓展延伸]
(1)實驗中為了防止集氣瓶炸裂,必須
 

(2)Fe2O3高溫時會分解成Fe3O4和一種氣體,請寫出此反應(yīng)的文字表達式
 
;
(3)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
 
,就說明包裝盒破損進氣,這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理.

查看答案和解析>>

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,小冬同學(xué)有兩個疑惑不解的問題,于是她進行了以下探究活動,請你一同參與.
問題1:鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵呢?
【查閱資料1】:
(1)自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種(FeO極易被氧化為Fe2O3);
(2)鐵的氧化物均能溶于酸的溶液.
【實驗探究】: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
 
,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.
Fe3O4 Fe2O3
分解溫度/℃ 1538 1400 -
熔點/℃ - - 1535
問題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、鐵的熔點見表:
(2)Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
【理論探討】:
根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結(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)Fe2O3已分解,所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)生是Fe3O4
【拓展延伸】:
(1)實驗中為了防止集氣瓶炸裂,必須
 
;
(2)Fe2O3高溫時會分解成Fe3O4和一種氣體,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
;
(3)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
 
,就說明包裝盒破損進氣,這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理.

查看答案和解析>>

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

做完“鐵在氧氣里燃燒”的實驗后,小李同學(xué)有兩個疑惑不解的問題,于是她進行了以下探究活動,請你一同參與.
【問題1】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵呢?
【資料卡1】
(1)自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種(FeO極易被氧化為Fe2O3);
(2)鐵的氧化物均能溶于酸的溶液.
【實驗探究】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
 
,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.小李想到用磁鐵吸引也可以更簡便的明黑色物質(zhì)中是否有鐵,你認為這種方法可行嗎?
 
,理由是
 

【問題2】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3呢?
【資料卡2】(1)Fe3O4和Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點見下表:
Fe3O4 Fe2O3
分解溫度/℃ 1538 1400 --
熔點/℃ -- -- 1535
(2)Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
【理論探討】根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結(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)Fe2O3已分解,所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4
【拓展延伸】
(1)Fe2O3高溫時會分解成Fe3O4和一種氣體,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

(2)在探究鐵生銹的條件時,將鐵釘浸沒在試管里的食鹽水中,一段時間后,發(fā)現(xiàn)試管底部出現(xiàn)了黑色粉末.對此黑色粉末的組成做了如下幾種猜測:
①Fe、②Fe2O3、③Fe3O4、④FeCl3、⑤數(shù)種物質(zhì)的混合物.
你認為上述猜想中,不做實驗就可排除的是
 
 
填序號),理由是
 
;你認為黑色粉末還可能是
 
,理由是
 

查看答案和解析>>

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,某同學(xué)對反應(yīng)的生成物成分進行探究.
【問題1】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵嗎?
【查閱資料】
(1)鐵的氧化物主要是:Fe3O4(黑色),F(xiàn)e2O3(紅褐色),F(xiàn)eO(黑色).其中FeO極易被氧化為Fe2O3
(2)鐵的氧化物均能溶于鹽酸或硫酸溶液.
【實驗探究】
將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎,裝入試管,加入
稀鹽酸或稀硫酸
稀鹽酸或稀硫酸
溶液,觀察到的現(xiàn)象是
冒氣泡
冒氣泡
,說明濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.
【問題2】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3呢?
【查閱資料】
鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫在1535℃以上,在此溫度時Fe2O3已分解.
【拓展延伸】
(1)實驗中為了防止集氣瓶瓶底炸裂,必須
在集氣瓶底部放少量的水(或在集氣瓶底部鋪一層細沙)
在集氣瓶底部放少量的水(或在集氣瓶底部鋪一層細沙)
;
(2)Fe2O3高溫時會分解成Fe3O4和一種氣體,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式
6Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe3O4+O2
6Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe3O4+O2
;
(3)有些食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放FeO粉末,若粉末的顏色
由黑色變成紅褐色
由黑色變成紅褐色
,就說明包裝盒破損有空氣進入.

查看答案和解析>>

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后小東同學(xué)有2個疑惑不解的問題,于是他進行了以下探究活動,請你一同參與.
[問題1]鐵燃燒時濺落下來的黑色為物質(zhì)(部分熔化)中還有沒有鐵?
[查閱資料1]
(1)自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3這兩種(FeO極易被氧化為Fe2O3):
(2)鐵的氧化物均能溶于酸的溶液.
[實驗探究]將冷卻后的黑色物質(zhì)輾碎,裝入試管,加入
鹽酸
鹽酸
溶液,觀察到的現(xiàn)象是
冒出氣泡
冒出氣泡
,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵.
[問題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、鐵的熔點見表:
Fe3O4 Fe2O3
分解溫度 1538 1400  
熔點∕℃   1535
(2)Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
[理論探討]根據(jù)實驗現(xiàn)象和表中數(shù)據(jù),可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應(yīng)在
1535℃~1538℃
1535℃~1538℃
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Fe3O4
[拓展延伸]有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色FeO粉末,若粉末的顏色
由黑色變?yōu)榧t色
由黑色變?yōu)榧t色
,就說明包裝盒破損進氣,售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案