Question

【題目】做完“鐵在氧氣里燃燒”的實(shí)驗(yàn)后，某興趣小組有一些疑惑不解的問題，于是進(jìn)行了以下探究:

（問題一）鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵?

（查閱資料1）①氧化亞鐵極易被氧化為氧化鐵，因此自然界中鐵的氧化物主要有氧化鐵和四氧化三鐵兩種;②氧化鐵為紅棕色固體，不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引;③鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，鐵的氧化物也能和稀鹽酸反應(yīng)，但無氣體產(chǎn)生。

（實(shí)驗(yàn)探究）將鐵絲燃燒后得到的黑色物質(zhì)冷卻，然后研碎，___________________，說明濺落下來的黑色物質(zhì)中還有鐵。寫出鐵絲在氧氣中燃燒的符號(hào)表達(dá)式:_________________。

（問題二）鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是氧化鐵呢?

（查閱資料2）①氧化鐵和四氧化三鐵的分解溫度見下表;②氧化鐵高溫分解成四氧化三鐵。

（理論討論）根據(jù)上述探究以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫在___________之間，此溫度范圍氧化鐵已分解。

	四氧化三鐵	氧化鐵	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	/
熔點(diǎn)/℃	/	/	1535

（拓展延伸）

（1）氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和一種氣體，寫出該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式:______________;

（2）有些食品包裝盒內(nèi)放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色______________，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

（問題三）氧化鐵、二氧化錳在物質(zhì)的分類上都屬于氧化物，氧化鐵也能做過氧化氫分解的催化劑嗎?

（實(shí)驗(yàn)探究）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象。	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃,B試管中無明顯現(xiàn)象
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次試驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。	____________________
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）氧化鐵可做過氧化氫分解的催化劑。

（討論交流）

（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是____________________;

（2）試管A中符號(hào)式表達(dá)式為____________________。

（實(shí)驗(yàn)反思）做鐵絲在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)集氣瓶炸裂了，可能的原因是_______________。

Answer 1

【答案】取適量于試管中，加適量鹽酸，有氣泡產(chǎn)生 1 535℃~1538℃ 變成暗紅色 帶火星的木條復(fù)燃 驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變 集氣瓶底部未放少量水或沙

【解析】

[實(shí)驗(yàn)探究]將鐵絲燃燒后得到的黑色物質(zhì)冷卻，然后碾碎，取適量于試管中，加入適量的稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，說明濺落下來的黑色物質(zhì)中還有鐵；
鐵絲和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成四氧化三鐵，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：Fe+O2Fe3O4；
[理論討論]根據(jù)上述探究以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫在1535℃～1538℃之間，此溫度范圍氧化鐵已分解；
[拓展延伸]①氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：Fe2O3Fe3O4+O2；
②有些食品包裝盒內(nèi)放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色變成暗紅色，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理；
[實(shí)驗(yàn)探究]如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象。	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無明顯現(xiàn)象
II．待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次試驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。	帶火星的木條復(fù)燃
III．將實(shí)驗(yàn)II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag。	/

[討論交流]（1）實(shí)驗(yàn)II的目的是驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變；
（2）試管A中過氧化氫在催化劑作用下分解生成水和氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：H2O2H2O+O2；
[實(shí)驗(yàn)反思]做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，集氣瓶內(nèi)要預(yù)先裝少量水或鋪一層細(xì)砂的目的是防止燃燒產(chǎn)生的熔化物濺落瓶底，使瓶底炸裂。
故答案為：[實(shí)驗(yàn)探究]取適量于試管中，加適量鹽酸，有氣泡產(chǎn)生；Fe+O2Fe3O4；
[理性討論]1535℃～1538℃；
[拓展延伸]（1）Fe2O3Fe3O4+O2；
（2）變成暗紅色；
[實(shí)驗(yàn)探究]帶火星的木條復(fù)燃；
[討論交流]（1）驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變；
（2）H2O2H2O+O2；
[實(shí)驗(yàn)反思]集氣瓶底部未放少量水或沙。