Question

3．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】
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）；
铁的氧化物均能溶于酸的溶液．铁不仅能溶于酸溶液，还能放出气泡．
【实验探究】
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，观察到的现象是冒气泡（或生成红色固体等），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呢？
【查阅资料2】
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

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．

Answer 1

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．

解答 解：【实验探究】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】根据Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点，首先铁需要在熔化状态下反应，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．
故答案为：
【实验探究】稀盐酸（或硫酸铜等）；冒气泡（或生成红色固体等）；
【理论探讨】l535℃～l538℃．

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．