题目内容
【题目】某化学兴趣小组针对教科书中两个实验进行再探究。
（探究一）空气中氧气含量测定的再认识
（1）测定装置如图1所示，红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内_____减小，烧杯中的水倒吸进入集气瓶。但该实验误差较大，测得空气中氧气含量明显低于
。
（实验改进）根据铁在空气中生锈的原理设计实验如图2所示，装置中饱和食盐水、活性炭能加快铁生锈的速率，测得数据如下表：
实验前 | 实验后 | |
烧杯中水的体积/mL | 烧杯中剩余水的体积/mL | 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积/mL |
80.8 | 54.5 | 126.0 |
（2）根据上表信息，空气中氧气的体积分数为_____（只列式，不计算）。
（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果更准确的原因是_____（写一点）。
（探究二）铁在氧气中燃烧后所得固体物质成分的探究
（问题1）铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否含有铁？
（资料）① 自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4（黑色）和Fe2O3（红棕色）两种；
② FeO（黑色）极易被氧化为Fe2O3；
③ 铁的氧化物均能与稀盐酸或稀硫酸反应生成铁的化合物溶液。
（实验）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，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中含有铁。
（问题2）铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3？
（资料）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。
（证据推理）根据实验现象及表中信息可知，铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，此时Fe2O3已分解。
（拓展延伸）（1）为了防止集气瓶炸裂，必须采取_____的措施。
（2）某食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若颜色_____，说明包装盒漏气。
（3）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，该反应的化学方程式为_____。
【答案】气体 
铁生锈能更充分消耗氧气 稀盐酸 有气泡产生 1535~1538℃ 在集气瓶底部放少量的水或细沙 由黑色变成红色 6Fe2O3
4Fe3O4+ O2↑
【解析】
（1）测定装置如图1所示，红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内气体减少，压强减小，烧杯中的水倒吸进入集气瓶；
（2）根据上表信息，空气中氧气的体积分数为： ；
（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果更准确的原因是铁生锈能更充分消耗氧气，将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸溶液，观察到有气泡产生、溶液变成浅绿色，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中含有铁；
②铁需要在熔化状态下反应，根据实验现象及表中信息可知，反应时温度应该高于1535℃，其次，要防止四氧化三铁分解，所以温度应低于1538℃；
[拓展延伸]（1）铁丝在氧气中燃烧产生大量的热，火星四射，为了防止集气瓶炸裂，必须在集气瓶底部放少量的水或细沙；
（2）某食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，如果包装盒破损漏气，空气中的氧化亚铁能被氧化成氧化铁，若颜色由黑色变成红色，说明包装盒漏气；
（3）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，根据质量守恒定律可知气体为氧气，该反应的化学方程式为：6Fe2O3 4Fe3O4+ O2↑。
