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/℃ | Fe3O4 | Fe2O3 | 铁 |
| 分解温度 | 1538 | 1400 | - |
| 熔点 | - | - | 1535 |
【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\;}}{\;}$4Fe3O4+O2↑;
(3)由黑色变成红棕色.
点评 本题考查铁的化学性质,探究铁的不同氧化物之间的转化关系,以及控制反应条件得到不同产物的方法.
| 物质 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| 反应前质量/g | 8 | 2 | 20 | 5 |
| 反应后质量/g | 待测 | 10 | 8 | 13 |
| A. | 参加反应的甲、丙的质量比为1:3 | B. | 乙、丁的相对分子质量比一定为1:1 | ||
| C. | 该反应的反应物是甲和乙 | D. | 反应后甲的质量为6g |
| A. | 碘-131和碘-127原子核内质子数相同,中子数不同,不属于同一种元素 | |
| B. | 在IF5分子中含有6个原子核 | |
| C. | IO${\;}_{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 |
| A. | CuO | B. | MnO2 | C. | NaNO3 | D. | ZnCl |
| A. | 镁 | B. | 银 | C. | 铜 | D. | 铝 |