题目内容
【题目】做完“铁在氧气里燃烧”实验后,小冬同学有两个疑惑不解的问题,于是她进行了以下探究活动,请你一同参与。
【问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
【查阅资料1】
(1)自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧气氧化为Fe2O3);
(2)铁的氧化物均能溶于酸的溶液,如盐酸、硫酸等;
(3)铁能与硫酸铜溶液发生化学反应,但铁的氧化物不能与硫酸铜溶液反应;
(4)铁与酸的溶液反应(如盐酸、硫酸等),有气泡产生。
【实验探究】
将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入________溶液,观察到的现象是________,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
【查阅资料2】
(1)Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:
Fe3O4 | Fe2O3 | 铁 | |
分解温度/℃ | 1538 | 1400 | ﹣ |
熔点/℃ | ﹣ | ﹣ | 1535 |
(2)Fe2O3高温时分解成Fe3O4。
(3)Fe2O3的颜色为红棕色。
【理论探讨】
根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在________之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产物是________。
【拓展延伸】实验中为了防止集气瓶炸裂,必须_______________;
(1)Fe2O3高温分解成Fe3O4和氧气,请写出此反应的化学方程式____________;
(2)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色________,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。
【答案】稀盐酸(或硫酸铜等)冒气泡(或生成红色固体等)l535℃~l538℃Fe3O4在集气瓶底部放少量的水(或在集气瓶底部铺一层细沙)6Fe2O34Fe304+O2↑由黑色变成红棕色.
【解析】【实验探究】根据资料1可知,铁与酸的溶液反应(如盐酸、硫酸等),有气泡产生,二金属氧化物虽然也能与酸反应,但无气泡产生,故可向黑色固体中加入稀盐酸或稀硫酸,若产生了气泡,则证明黑色固体中含有铁,若没有气泡,则不含铁;也可加入硫酸铜,若有铁则能构成到生成红色的物质。现黑色物质中还含有铁,故观察到的现象是产生了气泡或产生了红色的物质;【理论探讨】由于铁要先熔化再燃烧,铁的熔点是1535℃,而氧化铁分解的温度只有1400℃,故不可能生成氧化铁,四氧化三铁的分解温度在1538℃,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在l535℃~l538℃;【拓展延伸】铁丝燃烧时要在集气瓶的底部装少量水或细沙,目的是防止生成物温度过高,溅落到集气瓶的底部使集气瓶炸裂;(1)根据描述,该反应的反应物是氧化铁,生成物是四氧化三铁和氧气,反应条件是高温,故反应化学方程式表示为:. 6Fe2O34Fe304+O2↑ ;(2)根据资料:eO极易被氧气氧化为Fe2O3,故若包装盒破损进气,那么黑色的氧化亚铁就会和氧气反应生成红色的氧化铁。