题目内容

12．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极易被氧化为Fe2O3）；（2）铁的氧化物均能溶于酸的溶液．
【实验探究】将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸、硫酸铜等溶液，观察到的现象是冒气泡、生成红色固体等，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：
单位/℃Fe3O4Fe2O3铁
分解温度15381400-
熔点--1535
（2）Fe2O3高温时分解成Fe3O4．
【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l535℃～l538℃之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4．
【拓展延伸】
（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须在集气瓶底部放少量的水（或在集气瓶底部铺一层细沙）；
（2）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，请写出此反应的化学方程式6Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe3O4+O2↑；
（3）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，若粉末的颜色由黑色变成红棕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．

分析 首先根据铁能与稀盐酸反应生成气体，也能与硫酸铜反应，置换出红色的铜，来鉴别黑色物质中是否含有铁；再根据实验条件，控制温度，以制取Fe3O4；最后，在集气瓶底部放少量的水或沙子，就能防止热的固体溅落炸裂集气瓶；已知反应物和生成物，写出反应，配平即可；如果包装盒破损进气，空气中的氧气就把氧化亚铁氧化，黑色就变成红棕色氧化铁．

解答 解：【实验探究】部分：要想证明，铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁，可以将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸或硫酸铜等溶液，如果出现冒气泡、生成红色固体等现象，就证明黑色物质中还含有铁．
【理论探讨】部分：根据Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点，首先铁需要在融化状态下反应，所以应该是高于1535℃，其次是要防止四氧化三铁分解，所以温度应该是低于1538℃，所以应该控制温度在l535℃～l538℃，这时Fe2O3的分解温度低，已经分解了，铁在氧气里燃烧的产生是只有Fe3O4．
【拓展延伸】部分：（1）在集气瓶底部放少量的水或沙子，就能防止热的固体溅落炸裂集气瓶；
（2）已知反应物和生成物，写出反应，配平即可：6Fe203$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe304+02↑
（3）如果包装盒破损进气，空气中的氧气就把氧化亚铁氧化，黑色就变成红棕色氧化铁．
故答案为：
【实验探究】稀盐酸、硫酸铜等；冒气泡、生成红色固体等
【理论探讨】l535℃～l538℃
【拓展延伸】
（1）在集气瓶底部放少量的水（或在集气瓶底部铺一层细沙）
（2）6Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe3O4+O2↑；
（3）由黑色变成红棕色．

点评 本题考查铁的化学性质，探究铁的不同氧化物之间的转化关系，以及控制反应条件得到不同产物的方法．

练习册系列答案
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15．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下，充分反应，测得反应前后各物质的质量如表：
　　　物质甲乙丙　丁
　　反应前质量/g8220　5
　　反应后质量/g待测108　13
请根据质量守恒定律判断x的值（　　）
A．参加反应的甲、丙的质量比为1：3B．乙、丁的相对分子质量比一定为1：1
C．该反应的反应物是甲和乙D．反应后甲的质量为6g
3．硝酸铜（蓝色固体）是一种重要的工业产品，小欢探究硝酸铜在加热条件下的反应产物．

【实验步骤】
步骤Ⅰ：用如图甲所示装置加热硝酸铜，发现固体由蓝色逐渐变黑，同时产生红棕色、有刺激性气味的气体，带火星的木条复燃；
步骤Ⅱ：将反应后试管中的固体加水充分溶解、过滤、洗涤，向滤渣中加入足量稀硫酸，发现固体全部溶解，得到蓝色溶液；
步骤Ⅲ：在图甲的试管和集气瓶之间连上图乙所示的装置，重新进行加热硝酸铜的实验，发现集气瓶中气体呈无色，也能使带火星的木条复燃．
【查阅资料】
①含氮化合物中，只有NO2是红棕色、有刺激性气味的气体．
②在相同状况下，气体的体积比等于其分子个数比．
请回答：
（1）硝酸铜分解生成的红棕色气体经过装置乙后变成无色气体，可见NO2具有沸点低（选填“高”或“低”）的性质；步骤Ⅲ的集气瓶中的无色气体是氧气
（2）综合分析实验结果及相关信息可知，Cu（NO3）2受热分解的化学方程式为2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑．
（3）依据实验步骤Ⅰ的现象以及细线②，可以推出NO2可能具有助燃性的结论，理由是硝酸铜分解生成的气体中NO2与O2的体积比为4：1，O2所占的体积分数与空气中O2的体积分数相同，分解生成气体能使带火星木条复燃而空气不能，说明NO2有助燃性．
20．硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂．如图是由废铜料（含铁）生产硫酸铜晶体的流程．

（1）试剂X的名称是硫酸．
（2）途径Ⅰ中，反应②②的化学方程式分别为②2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；③CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．途径Ⅱ中，反应④的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保和经济的角度分析，利用途径I（选“I”、“Ⅱ”）制取硫酸铜的方案更合理．
（3）该化学兴趣小组同学通过查阅资料，发现大多数金属与浓硫酸都能发生反应．现取足量锌与浓硫酸反应，其化学方程式为：Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O．反应一段时间后，老师指出除了SO2，还可能生成另一种气体．请你根据锌的化学性质，推断此气体可能是H2（用化学式表示），理由是：浓硫酸和锌反应生成的水使浓硫酸变成稀硫酸．
7．在元素周期表中，每一横行被称为一个周期，下表为元素周期表中某一周期元素的原子结构示意图．

（1）表中氧原子最外层电子数X=6；
（2）表中不同种元素最本质的区别是原子中质子数（或核电荷数）不同；
（3）上述元素在周期表中处于同一周期的原因是都具有两个电子层（或电子层数都为两层或电子层数相同）；
（4）氟元素和氢元素形成的化合物的水溶液氢氟酸（HF），可用于玻璃雕刻，其主要原因是氢氟酸与玻璃的主要成分二氧化硅（SiO2）发生反应，生成四氟化硅（SiF4）气体和水，该反应的化学方程式为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O．
17．2011年3月11日13时45分，日本发生9级地震，地震引发海啸．日本福岛核电站发生事故，释放出放射性污染物核素碘（I）-131．已知碘-131表示原子核内有53个质子，78个中子．则下列叙述正确的是（　　）
A．碘-131和碘-127原子核内质子数相同，中子数不同，不属于同一种元素
B．在IF5分子中含有6个原子核
C．IO${\;}_{4}^{-}$核外共有85个电子
D．已知I4O9中碘的化合价分别为+3、+5，又知I4O9可读成碘酸碘，也可写成I（IO3）3，则碘酸根中碘的化合价为+3
4．根据提供的信息用化学用语表示：
（1）“84”消毒液可用于灾区防疫，其主要成分是次氯酸钠（NaClO），制取它的化学方程式为2NaOH+X═NaClO+NaCl+H2O，则X的化学式为Cl2，推断依据是质量守恒定律．NaClO中氯元素化合价为+1．
（2）汽车尾气在排风管中，在催化剂的作用下，一氧化氮与一氧化碳反应可生成二氧化碳和氮气，该反应的化学方程式为：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2．
1．下列化学式书写错误的是（　　）
A．CuOB．MnO2C．NaNO3D．ZnCl
2．下列金属中，不能与稀硫酸反应，但能与硝酸银溶液反应的是（　　）
A．镁B．银C．铜D．铝

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