Question

【題目】某化學(xué)興趣小組針對(duì)教科書中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再探究。

（探究一）空氣中氧氣含量測(cè)定的再認(rèn)識(shí)

（1）測(cè)定裝置如圖1所示，紅磷燃燒消耗氧氣，使集氣瓶?jī)?nèi)_____減小，燒杯中的水倒吸進(jìn)入集氣瓶。但該實(shí)驗(yàn)誤差較大，測(cè)得空氣中氧氣含量明顯低于。

（實(shí)驗(yàn)改進(jìn)）根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖2所示，裝置中飽和食鹽水、活性炭能加快鐵生銹的速率，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
燒杯中水的體積/mL	燒杯中剩余水的體積/mL	集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的容積/mL
80.8	54.5	126.0

（2）根據(jù)上表信息，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為_____（只列式，不計(jì)算）。

（3）從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確的原因是_____（寫一點(diǎn)）。

（探究二）鐵在氧氣中燃燒后所得固體物質(zhì)成分的探究

（問題1）鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中是否含有鐵？

（資料）① 自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4（黑色）和Fe2O3（紅棕色）兩種；

② FeO（黑色）極易被氧化為Fe2O3；

③ 鐵的氧化物均能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成鐵的化合物溶液。

（實(shí)驗(yàn)）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，說明鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中含有鐵。

（問題2）鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3？

（資料）① Fe3O4和Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點(diǎn)見表；

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	—
熔點(diǎn)/℃	—	—	1535

② Fe2O3高溫時(shí)分解成Fe3O4。

（證據(jù)推理）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及表中信息可知，鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫應(yīng)在_____之間，此時(shí)Fe2O3已分解。

（拓展延伸）（1）為了防止集氣瓶炸裂，必須采取_____的措施。

（2）某食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末，若顏色_____，說明包裝盒漏氣。

（3）Fe2O3高溫時(shí)會(huì)分解成Fe3O4和一種氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】氣體 鐵生銹能更充分消耗氧氣 稀鹽酸 有氣泡產(chǎn)生 1535~1538℃ 在集氣瓶底部放少量的水或細(xì)沙 由黑色變成紅色 6Fe2O3 4Fe3O4+ O2↑

【解析】

（1）測(cè)定裝置如圖1所示，紅磷燃燒消耗氧氣，使集氣瓶?jī)?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減小，燒杯中的水倒吸進(jìn)入集氣瓶；

（2）根據(jù)上表信息，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為： ；

（3）從實(shí)驗(yàn)原理角度分析，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確的原因是鐵生銹能更充分消耗氧氣，將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸溶液，觀察到有氣泡產(chǎn)生、溶液變成淺綠色，說明鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中含有鐵；

②鐵需要在熔化狀態(tài)下反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及表中信息可知，反應(yīng)時(shí)溫度應(yīng)該高于1535℃，其次，要防止四氧化三鐵分解，所以溫度應(yīng)低于1538℃；

[拓展延伸]（1）鐵絲在氧氣中燃燒產(chǎn)生大量的熱，火星四射，為了防止集氣瓶炸裂，必須在集氣瓶底部放少量的水或細(xì)沙；

（2）某食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末，如果包裝盒破損漏氣，空氣中的氧化亞鐵能被氧化成氧化鐵，若顏色由黑色變成紅色，說明包裝盒漏氣；

（3）Fe2O3高溫時(shí)會(huì)分解成Fe3O4和一種氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知?dú)怏w為氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6Fe2O3 4Fe3O4+ O2↑。