Question

20．小志同學(xué)在閱讀課外資料時了解到鐵的氧化物有氧化鐵，四氧化三鐵（能被磁鐵吸引）和黑色的氧化亞鐵三種，這三種氧化物（四氧化三鐵除外）都能與酸發(fā)生反應(yīng)而溶解．聯(lián)系課堂上學(xué)過的知識，他提出了以下兩個問題，請你與他一起解決問題．

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1 538	1 400	-
熔點(diǎn)/℃	-	-	1 535

【問題1】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe₂O₃呢？
【查閱資料】Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點(diǎn)見表；Fe₂O₃高溫時分解成Fe₃O₄．
【理論探討】根據(jù)實(shí)驗(yàn)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℃之間，在此溫度范圍內(nèi)Fe₂O₃已分解，所以鐵在氧氣里燃燒產(chǎn)生的是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6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑；
（2）有些超市的食品密封包裝袋內(nèi)使用鐵粉做雙吸劑粉末，雙吸劑的作用是吸收氧氣和水等物質(zhì)．
【問題2】用一氧化碳還原氧化鐵模擬高爐煉鐵，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的固體生成物中除鐵外還有可能含有其他鐵的氧化物．為了進(jìn)一步驗(yàn)證其固體成分，小王又設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．
【步驟一】將黑色固體研磨后，取少量加入足量稀鹽酸溶液中，固體全部溶解，觀察到有氣泡出現(xiàn)，溶液未變黃色，據(jù)此得出的結(jié)論是一定有單質(zhì)鐵，無四氧化三鐵；
【步驟二】將步驟一中的黑色固體取出洗滌干燥后再用磁鐵吸引，如果黑色固體被磁鐵全部吸引，說明黑色固體只有單質(zhì)鐵；如果被部分吸引，說明黑色固體為單質(zhì)鐵和氧化亞鐵．

Answer 1

分析 【理論探討】根據(jù)實(shí)驗(yàn)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；
【拓展延伸】（1）已知反應(yīng)物和生成物，寫出反應(yīng)，配平即可；
（2）還原性鐵粉做干燥劑的原理是利用鐵生銹原理，鐵在生銹過程中要吸收氧氣和水等物質(zhì)；
【步驟1】根據(jù)鐵能與酸反應(yīng)的性質(zhì)分析；
【步驟2】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，溶液未變黃色，說明了生成物中不含有四氧化三鐵，再根據(jù)氧化亞鐵沒有磁性分析回答．

解答 解：【理論探討】根據(jù)Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點(diǎn)，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，故溫度應(yīng)該是低于1538℃，所以應(yīng)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(chǎn)生是只有Fe₃O₄．
【拓展延伸】已知反應(yīng)物和生成物，寫出反應(yīng)，配平即可：6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑
（2）還原性鐵粉做干燥劑的原理是利用鐵生銹原理，鐵在生銹過程中要吸收氧氣和水等物質(zhì)．
【步驟1】由于鐵能與酸反應(yīng)所以．將黑色固體研磨后，取少量加入稀硫酸（或鹽酸）溶液中，觀察到有氣泡出現(xiàn)，溶液未變黃色，據(jù)此得出的結(jié)論是有單質(zhì)鐵，無四氧化三鐵．
【步驟2】由于氧化亞鐵沒有磁性．所以，再用磁鐵吸引余下黑色固體：如果黑色固體被磁鐵全部吸引，說明只有單質(zhì)鐵；如果被部分吸引，說明黑色固體為Fe和FeO的混合物．
故答案為：【理論探討】l535℃～l538℃；
【拓展延伸】（1）6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑．（2）吸收氧氣和水等物質(zhì)；
【步驟一】有單質(zhì)鐵，無四氧化三鐵；【步驟二】黑色固體被磁鐵全部吸引；被部分吸引．

點(diǎn)評 本題考查鐵的化學(xué)性質(zhì)，探究鐵的不同氧化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，以及控制反應(yīng)條件得到不同產(chǎn)物的方法．