题目内容
【题目】铁的化学性质比较活泼，能与氧气、酸、CuSO4溶液等多种物质发生化学反应。化学兴趣小组在课外资料中发现，铁和Fe2O3在高温条件下竟然也能发生化学反应。
（提出问题）
铁和Fe2O3反应的产物是什么？
（查阅资料）
①FeO、Fe2O3、Fe3O4中，Fe2O3是红棕色，其余是黑色；FeO在空气中会很快被氧化成Fe2O3；Fe3O4有磁性。②二氧化碳可用作该反应的保护气。③铁的氧化物都能与酸溶液反应。
（猜想与假设）
根据质量守恒定律，请你猜想铁和Fe2O3反应的产物：
①有FeO；②只有Fe3O4；③__________。
（进行实验）
（1）按下图装好药品(铁粉过量)，连好仪器(装入药品前已检查装置的气密性)。
（2）轻推注射器活塞通入二氧化碳，估计玻璃管里空气________，停止通入二氧化碳。
（3）点燃酒精喷灯加热药品，等到固体粉末全部变黑，再熄灭酒精喷灯。
（4）当长柄V形玻璃管冷却至室温时，检验黑色粉末成分。检验过程如下(请填写表格中的空白)：
检验操作及现象 | 检验结果 | |
a | 黑色粉末暴露在空气中不变化 | 黑色粉末中一定没有___________ |
b | 用磁铁靠近，黑色粉末能完全被吸引 | 黑色粉末中一定含有铁和_______ |
c | 取少量的黑色粉末装入试管，滴加足量的___________溶液，出现红色固体，充分反应后仍残留少许黑色粉末 | 确认猜想_______正确 |
（探究结论）
铁和Fe2O3能发生化合反应，有关的化学方程式是________________。
（反思评价）
本实验中的保护气，既能用二氧化碳气体，也能用________________。
【答案】FeO和Fe3O4 排完 FeO Fe3O4 CuSO4(或CuCl2) ② Fe+4Fe2O3 
3Fe3O4 氮气(或氦气或稀有气体)
【解析】
为了防止空气中的氧气影响实验结果，实验前应该把装置中的空气排出；
铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
氮气、二氧化碳、稀有气体等的化学性质都不活泼；
高温条件下铁和氧化铁反应生成四氧化三铁。
[猜想与假设]根据质量守恒定律，结合题意可知：①有FeO；②只有Fe3O4；③FeO、Fe3O4；
[进行实验]（2）轻推注射器活塞通入二氧化碳，估计玻璃管里空气排尽，停止通入二氧化碳；
（4）a、Fe2O3是红棕色，其余是黑色；FeO在空气中会很快被氧化成Fe2O3；黑色粉末暴露在空气中不变化，说明黑色粉末中一定没有FeO；
b、Fe3O4有磁性，用磁铁靠近，黑色粉末能完全被吸引黑色粉末中一定含有铁和Fe3O4；
c、取少量的黑色粉末装入试管，滴加足量的硫酸铜或氯化铜溶液溶液，出现红色固体，充分反应后仍残留少许黑色粉末，说明黑色粉末中只有Fe3O4；
[探究结论]铁和Fe2O3能发生化合反应生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：Fe+4Fe2O3
3Fe3O4；
[反思评价]本实验中的保护气，既能用氮气，也能用稀有气体等。
