Question

【題目】做完“鐵在氧氣里燃燒”實(shí)驗(yàn)后，小明同學(xué)有兩個(gè)疑惑不解的問題，于是他進(jìn)行了以下探究活動(dòng)，請你一同參與．

（問題）鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵呢？

（查閱資料）（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(shí)驗(yàn)探究）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)象是 ______，說明鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵．

（問題）鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是 Fe2O3呢？

（查閱資料）

（1）Fe3O4和Fe2O3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

（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(shí)產(chǎn)生的高溫應(yīng)在 ______ 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．

（拓展研究）

（1）實(shí)驗(yàn)中為了防止集氣瓶炸裂，必須 ______．

（2）Fe2O3高溫時(shí)會(huì)分解成Fe3O4和一種氣體，請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式 ______．

（3）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______，就說明包裝盒破損進(jìn)氣，這樣售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理．

Answer 1

【答案】稀鹽酸 產(chǎn)生氣泡 1400℃-1538℃ 在集氣瓶底部鋪一層細(xì)沙，或加入適量的水 6Fe2O34Fe3O4+O2 由黑色變成紅棕色

【解析】

鐵能與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體，也能與硫酸銅反應(yīng)，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(shí)驗(yàn)條件，控制溫度，以制取四氧化三鐵；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；如果包裝盒破損進(jìn)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。

[實(shí)驗(yàn)探究]要想證明，鐵燃燒時(shí)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，如果出現(xiàn)冒氣泡現(xiàn)象，就證明黑色物質(zhì)中還含有鐵.
[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，所以溫度應(yīng)該是低于1538℃，所以應(yīng)該控制溫度在l535℃～l538℃，這時(shí)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]（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）Fe2O3高溫時(shí)會(huì)分解成Fe3O4和一種氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

（3）如果包裝盒破損進(jìn)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。