Question

做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后，小梅同學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，如鹽酸、硫酸等．
（3）鐵能與硫酸銅溶液發(fā)生化學反應，但鐵的氧化物不能與硫酸銅溶液反應．
（4）鐵與酸的溶液反應（如鹽酸、硫酸等），有氣泡產生．
【實驗探究】
將冷卻后的黑色物質碾碎，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中還含有鐵．
【問題2】鐵燃燒的產物為什么不是Fe₂O₃呢？
【查閱資料2】
（1）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點見表：

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

（2）Fe₂O₃高溫時分解成Fe₃O₄．
（3）Fe₂O₃的顏色為紅棕色．
【理論探討】
根據(jù)實驗現(xiàn)象，并結合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫應在

 

之間，在此溫度范圍內Fe₂O₃已分解，所以鐵在氧氣里燃燒的產物是

 

．
【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和氧氣，請寫出此反應的文字表達式

 

；
有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內放有黑色的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．寫出用過氧化氫制氧氣的反應的符號表達式

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,實驗室制取氧氣的反應原理,金屬的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：首先根據(jù)鐵能與稀鹽酸反應生成氣體，也能與硫酸銅反應，置換出紅色的銅，來鑒別黑色物質中是否含有鐵；再根據(jù)實驗條件，控制溫度，以制取Fe₃O₄；最后，在集氣瓶底部放少量的水或沙子，就能防止熱的固體濺落炸裂集氣瓶；已知反應物和生成物，寫出反應方程式即可；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，過氧化氫溶液和二氧化錳混合生成水和氧氣進行解答．

解答：解：【實驗探究】：要想證明，鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還含有鐵，可以將冷卻后的黑色物質碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸或硫酸銅等溶液，如果出現(xiàn)冒氣泡、生成紅色固體等現(xiàn)象，就證明黑色物質中還含有鐵．
【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，所以應該是高于1535℃，其次是要防止四氧化三鐵分解，所以溫度應該是低于1538℃，所以應該控制溫度在l535℃～l538℃，這時Fe₂O₃的分解溫度低，已經(jīng)分解了，鐵在氧氣里燃燒的產生是只有Fe₃O₄．
【拓展延伸】：（1）在集氣瓶底部放少量的水或沙子，就能防止熱的固體濺落炸裂集氣瓶；
（2）已知反應物和生成物，寫出反應方程式即可：氧化鐵

高溫

四氧化三鐵+氧氣；
（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；過氧化氫溶液和二氧化錳混合生成水和氧氣，2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
故答案為：
【實驗探究】稀鹽酸（或硫酸銅）；冒氣泡（或生成紅色固體）；
【理論探討】l535℃～l538℃；Fe₃O₄；
【拓展延伸】
（1）在集氣瓶底部放少量的水（或在集氣瓶底部鋪一層細沙）；
（2）氧化鐵

高溫

四氧化三鐵+氧氣；
（3）由黑色變成紅棕色；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．

點評：本題考查鐵的化學性質，探究鐵的不同氧化物之間的轉化關系，以及控制反應條件得到不同產物的方法．