Question

7．做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后，小冬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(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，加入稀鹽酸、硫酸銅等溶液，觀察到的現(xiàn)象是冒氣泡、生成紅色固體等，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	鐵
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，必須在集氣瓶底部放少量的水；反應的化學方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）Fe₂O₃高溫時會分解成Fe₃O₄和一種氣體，請寫出此反應的化學方程式6Fe₂0₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃0₄+0₂↑；
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，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．

Answer 1

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(zhì)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，配平即可；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．

解答 解：【實驗探究】部分：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、生成紅色固體等現(xiàn)象，就證明黑色物質(zhì)中還含有鐵．
【理論探討】部分：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(chǎn)生是只有Fe₃O₄．
【拓展延伸】部分：（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；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應的化學方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
故
（2）已知反應物和生成物，寫出反應，配平即可：6Fe₂0₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃0₄+0₂↑
（3）如果包裝盒破損進氣，空氣中的氧氣就把氧化亞鐵氧化，黑色就變成紅棕色氧化鐵．
故答案為：
【實驗探究】稀鹽酸、硫酸銅等；冒氣泡、生成紅色固體等
【理論探討】l535℃～l538℃
【拓展延伸】
（1）在集氣瓶底部放少量的水（或在集氣瓶底部鋪一層細沙）；3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）6Fe₂0₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe₃0₄+0₂↑
（3）由黑色變成紅棕色．

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