题目内容
【题目】同学们知道铁的化学性质比较活泼，能与多种物质发生化学反应．化学兴趣小组的同学在课外资料中发现，铁和氧化铁竟然也能发生化学反应．
【提出问题】铁和氧化铁反应的产物是什么？
【查阅资料】铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁．其中，只有氧化铁是红棕色，其余皆是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性．另外，二氧化碳不与铁反应，也不与铁的氧化物反应．
（1）【猜想与假设】根据质量守恒定律，请你猜想该反应的产物：
①只有氧化亚铁； ②只有四氧化三铁； ③ ．
（2）【进行实验】
①按如图连接好仪器，检查装置的气密性．
②将足量的铁粉与适量的氧化铁粉末混合，装入玻璃管．轻轻打开旋塞，通入干燥、纯净的二氧化碳．过一会儿后，关闭旋塞．
③点燃酒精喷灯加热药品2～3min，粉末全部变黑；此时先将弹簧夹夹在橡皮管上，再停止加热；等到玻璃管冷却至室温，倒出黑色粉末，然后检验．
检验黑色粉末的操作如下，请你完成其中的空白：
序号 | 操作及现象 | 结论 |
a | 黑色粉末暴露在空气中不变色，用磁铁 | 黑色粉末中一定没有 |
b | 取少量的黑色粉末装入试管，滴加足量 | 黑色粉末中一定含有铁和 |
（3）【探究结论】铁和氧化铁会发生化合反应，有关的化学方程式是 ．
（4）【反思与评价】
①在实验操作第（2）步，通入CO2的目的是 ．
②在实验操作第（3）步，为什么要先夹上弹簧夹后再停止加热． ．
③实验中盛水的试管里发生反应的化学方程式是 ．
【答案】
（1）氧化亚铁和四氧化三铁
（2）氧化亚铁；①③；硫酸铜；四氧化三铁；②
（3）Fe+4Fe2O3
3Fe3O4
（4）排出玻璃管中的空气，防止高温时铁被空气中的氧气氧化；防止试管中的水倒流入玻璃管；CO2+H2O═H2CO3
【解析】【猜想与假设】
根据质量守恒定律，该反应的产物可能只有氧化亚铁；可能只有四氧化三铁； 可能是氧化亚铁和四氧化三铁．
故填：氧化亚铁和四氧化三铁．
【进行实验】检验黑色粉末的操作如下表所示：
序号 | 操作及现象 | 结论 |
a | 黑色粉末暴露在空气中不变色，用磁铁 | 黑色粉末中一定没有氧化亚铁 |
b | 取少量的黑色粉末装入试管，滴加足量硫酸铜溶液，出现红色固体，充分反 | 黑色粉末中一定含有铁和四氧化三铁 |
【探究结论】
铁和氧化铁会发生化合反应生成四氧化三铁，反应方程式是：Fe+4Fe2O3
3Fe3O4 ． 故填：Fe+4Fe2O3
3Fe3O4 ．
【反思与评价】
①在实验操作第（2）步，通入CO2的目的是排出玻璃管中的空气，防止高温时铁被空气中的氧气氧化．
故填：排出玻璃管中的空气，防止高温时铁被空气中的氧气氧化．
②在实验操作第（3）步，要先夹上弹簧夹后再停止加热，这样能够防止试管中的水倒流入玻璃管，从而防止炸裂玻璃管．
故填：防止试管中的水倒流入玻璃管．
③实验中盛水的试管里，二氧化和水反应生成碳酸，发生反应的化学方程式为：CO2+H2O═H2CO3 ．
故填：CO2+H2O═H2CO3 ．
【考点精析】通过灵活运用金属材料的选择依据和质量守恒定律及其应用，掌握黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金．重金属：如铜、锌、铅等；有色金属轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属；①质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；②不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中；③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏即可以解答此题．
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