Question

7．做完“铁在氧气里燃烧”的实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是进行了以下探究：
【问题一】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁？
【查阅资料1】①氧化亚铁极易被氧化为氧化铁，因此自然界中铁的氧化物主要有氧化铁和四氧化三铁两种；②氧化铁为红棕色固体，不能被磁铁吸引，铁和四氧化三铁能被磁铁吸引；③铁能和稀盐酸反应生成氢气，铁的氧化物也能和稀盐酸反应，但无气体产生．
【实验探究】将铁丝燃烧后得到的黑色物质冷却，然后研碎，取适量于试管中，加入适量的稀盐酸，产生气泡，说明溅落下来的黑色物质中还有铁．
写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
【问题二】铁燃烧的产物为什么不是氧化铁呢？
【查阅资料2】①氧化铁和四氧化三铁的分解温度见下表；
②氧化铁高温分解成四氧化三铁

	四氧化三铁	氧化铁	铁
分解温度/℃	1538	1400	╱
熔点/℃	╱	╱	1535

【理论讨论】根据上述探究以及实验现象，并结合表中数据分析，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温在1535℃～1538℃之间，此温度范围氧化铁已分解．
【拓展延伸】①氧化铁高温分解可生成四氧化三铁和一种气体，写出该反应的化学方程式6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑；
②有些食品包装盒内放有少量黑色的氧化亚铁，若粉末的颜色变成暗红色，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理．
【问题三】氧化铁、二氧化锰在物质的分类上都属于氧化物，氧化铁也能做过氧化氢分解的催化剂吗？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
I．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
II．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	带火星的木条复燃
III．将实验 II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．

【实验结论】氧化铁可做过氧化氢分解的催化剂．
【讨论交流】（1）实验 II的目的是验证氧化铁在反应前后的化学性质是否改变；（2）试管A中化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【实验反思】做铁丝在氧气中燃烧实验时，发现集气瓶炸裂了，可能的原因是集气瓶底部未放少量的水和细沙．

Answer 1

分析 【实验探究】
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；
【理论讨论】
铁熔化后才能够和氧气反应；
高温条件下，氧化铁分解生成四氧化三铁和氧气；
【实验探究】
氧气能使带火星的木条复燃；
【讨论交流】
催化剂能够改变化学反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变；
过氧化氢在氧化铁催化作用下分解生成水和氧气；
【实验反思】根据铁丝在氧气中燃烧的实验操作步骤及注意事项，进行解答本题．

解答 解：【实验探究】
将铁丝燃烧后得到的黑色物质冷却，然后碾碎，取适量于试管中，加入适量的稀盐酸，产生气泡，说明溅落下来的黑色物质中还有铁．
故填：取适量于试管中，加入适量的稀盐酸，产生气泡．
铁丝在氧气中燃烧的文字或符号表达式为：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
【理论讨论】
根据上述探究以及实验现象，并结合表中数据分析，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温在1535℃～1538℃之间，此温度范围氧化铁已分解．
故填：1535℃～1538℃．
【拓展延伸】
①氧化铁高温分解可生成四氧化三铁和氧气，该反应的文字或符号表达式为：6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑．
故填：6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe₃O₄+O₂↑．
②有些食品包装盒内放有少量黑色的氧化亚铁，若粉末的颜色变成暗红色，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理．
故填：变成暗红色．
【实验探究】如下表所示：

实验步骤	实验现象
I．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
II．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	带火星的木条复燃
III．将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．	/

【讨论交流】
（1）实验 II的目的是验证氧化铁在反应前后的化学性质是否改变．
故填：验证氧化铁在反应前后的化学性质是否改变．
（2）试管A中过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气，化学反应的文字或符号表达式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【实验反思】做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶内要预先装少量水或铺一层细砂的目的是防止燃烧产生的熔化物溅落瓶底，使瓶底炸裂．故填：集气瓶底部未放少量的水和细沙．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．