题目内容
4．某化学小组同学研究铁丝在氧气中燃烧的反应，进行了如下实验．（1）取一段打磨好的螺旋状铁丝，在下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入充满氧气且放有少量水的集气瓶中．观察到如下现象：铁丝剧烈燃烧，放热，火星四射，集气瓶底部出现黑色固体．
（2）为了确定该黑色固体的成分，同学们查阅到以下资料：
①铁粉是黑色或灰黑色粉末，四氧化三铁为黑色固体，具有磁性．
②铁和盐酸反应：铁+盐酸→氯化亚铁+氢气
四氧化三铁和盐酸反应：四氧化三铁十盐酸→氯化铁+氯化亚铁+水
③，氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铁溶液为黄色．
该小组同学根据以上资料，猜想黑色固体的成分有三种可能：
a．只含有铁； b．只含有四氧化三铁； c．铁和四氧化三铁
经过讨论发现，猜想a不合理，可以排除．
（3）有同学提出：用磁铁来确定黑色固体的成分．其他同学表示反对，其理由为铁和四氧化三铁都可以被磁铁吸引
（4）经过讨论，同学们设计了以下实验方案，通过实验确定了黑色固体的成分．
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量黑色固体于试管中，加入适量盐酸，放置一段时间 | 现象1：液体由无色变为黄色 | 黑色固体中含有四氧化三铁 |
| 现象2： 有气泡冒出 | 黑色固体中含有铁 |
分析 如果铁过量，则黑色固体中含有铁和四氧化三铁；
铁和稀盐酸反映生成氯化亚铁和氢气．
解答 解：（1）铁丝剧烈燃烧，放热，火星四射，集气瓶底部出现黑色固体．
故填：火星四射．
（2）猜想黑色固体的成分有三种可能：
a．只含有铁； b．只含有四氧化三铁； c．铁和四氧化三铁；
经过讨论发现，产物中一定含有四氧化三铁，因此猜想a不合理，可以排除．
故填：铁和四氧化三铁；a．
（3）有同学提出：用磁铁来确定黑色固体的成分．其他同学表示反对，其理由为铁和四氧化三铁都可以被磁铁吸引．
故填：铁和四氧化三铁都可以被磁铁吸引．
点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．
练习册系列答案
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（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe2（SO4）3+Fe═3FeSO4外，写出发生的其他一个化学反应方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）在实验室中操作A是过滤；
（3）滤液M经过操作B可得硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）．已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如下表：
根据溶解度表，要得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O），冷却结晶温度应该低于
64℃；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次．用冰水洗涤的目的是：
Ⅰ除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ减少晶体溶解，提高产率．
（4）在化学反应中，将有元素化合价变化的反应定义为氧化还原反应．在氧化还原反应中，若有元素的化合价升高，必有元素的化合价降低，且元素化合价升降总数相等．将无水硫酸亚铁（FeSO4）隔绝空气加强热，生成产物有三氧化二铁和其它氧化物，试写出该氧化还原反应的化学方程式2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3．
（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe2（SO4）3+Fe═3FeSO4外，写出发生的其他一个化学反应方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）在实验室中操作A是过滤；
（3）滤液M经过操作B可得硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）．已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如下表：
| 温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 | 64 | 70 | 80 | 90 | ||
| 溶解度/g | 15.6 | 20.5 | 33.0 | 40.4 | 48.8 | 55.0 | 55.3 | 50.6 | 43.7 | 37.2 | ||
| 析出晶体 | FeSO4•7H2O | FeSO4•4H2O | FeSO4•H2O | |||||||||
64℃；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次．用冰水洗涤的目的是：
Ⅰ除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ减少晶体溶解，提高产率．
（4）在化学反应中，将有元素化合价变化的反应定义为氧化还原反应．在氧化还原反应中，若有元素的化合价升高，必有元素的化合价降低，且元素化合价升降总数相等．将无水硫酸亚铁（FeSO4）隔绝空气加强热，生成产物有三氧化二铁和其它氧化物，试写出该氧化还原反应的化学方程式2FeSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+SO3．
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（2）不锈钢是一种混合物（填“纯净物”或“混合物”）．
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②从上述探究实验可知，Cr能（填“能”或“不能”）跟CuSO4溶液反应．若反应，请写出反应的化学方程式Cr+CuSO4═CrSO4+Cu．
（4）请你再说出防止铁生锈的一条措施在铁制品表面涂上油漆．
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| 金属 | Cr | Mg | Cu |
| 与盐酸反应现象 | 放出气泡速率缓慢 | 放出气泡速率较快 | 无明显现象 |
②从上述探究实验可知，Cr能（填“能”或“不能”）跟CuSO4溶液反应．若反应，请写出反应的化学方程式Cr+CuSO4═CrSO4+Cu．
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