Question

【題目】鐵是日常生活中最常見的金屬，據資料介紹：氧化鐵在隔絕空氣的條件下高溫加熱能生成黑色固體和一種氣體。小明在實驗室進行了下列實驗：

根據以上圖示回答問題：

（1）氣體A的化學式為_____，現象C是_____。

（2）對黑色固體B的探究：

（實驗現象）在向黑色固體B中加過量稀鹽酸的實驗過程中，沒有觀察到有氣泡產生。由此可知黑色固體B中沒有鐵，判斷依據是_____（用化學方程式表示）

（查閱資料）①氧化亞鐵和四氧化三鐵都是黑色固體②它們都可以和稀鹽酸或稀硫酸反應，其中四氧化三鐵與鹽酸反應的化學方程式為：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。

（猜想）黑色固體B是Ⅰ、FeO Ⅱ、Fe3O4 Ⅲ、_____。

（實驗分析）

①小亮認為，如果猜想Ⅱ 成立，則溶液D中的溶質為_____；

②小意認為，要確定黑色固體B的組成，還應該繼續稱量B的質量。若實驗稱得黑色固體B的質量為30.4g，則B中鐵、氧元素的質量比為_____，猜想_____成立。則氧化鐵分解的化學方程式為_____

Answer 1

【答案】O2 帶火星的木條復燃 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ FeO、Fe3O4 HCl、FeCl3、FeCl2 14：5 Ⅲ 4Fe2O32FeO+2Fe3O4+O2↑

【解析】

（1）由質量守恒定律可知，氧化鐵分解生成的氣體是氧氣，氧氣的化學式為O2，現象C是帶火星的木條復燃。
故填：O2；帶火星的木條復燃。
（2）[實驗現象]
在向黑色固體B中加過量稀鹽酸的實驗過程中，沒有觀察到有氣泡產生。由此可知黑色固體B中沒有鐵，判斷依據是鐵能和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
故填：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。

[猜想]
黑色固體B是Ⅰ、FeOⅡ、Fe3O4Ⅲ、FeO、Fe3O4。
故填：FeO、Fe3O4。
[實驗分析]
①如果猜想Ⅱ成立，則溶液D中的溶質有過量稀鹽酸中的氯化氫、四氧化三鐵和稀鹽酸反應生成的氯化鐵和氯化亞鐵。
故填：HCl、FeCl3、FeCl2。
②32.0g氧化鐵中鐵元素質量為：32.0g×=22.4g，氧元素質量為：32.0g-22.4g=9.6g，
反應生成氧氣質量為：32.0g-30.4g=1.6g，
黑色固體B中氧元素質量為：9.6g-1.6g=8g，
則B中鐵、氧元素的質量比為：22.4g：8g=14：5，
氧化亞鐵中鐵元素、氧元素質量比為：56：16=7：2，四氧化三鐵中鐵元素、氧元素質量比為：168：64=21：8，
由以上數據可知，黑色固體B是氧化亞鐵和四氧化三鐵的混合物，即猜想Ⅲ成立；
則氧化鐵分解生成氧化亞鐵、四氧化三鐵和氧氣，反應的化學方程式為：4Fe2O3 2FeO+2Fe3O4+O2↑。
故填：14：5；Ⅲ；4Fe2O32FeO+2Fe3O4+O2↑。