Question

【題目】做完“鐵在氧氣里燃燒”的實驗后，某興趣小組有一些疑惑不解的問題，于是進行了以下探究:

（問題一）鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還有沒有鐵?

（查閱資料1）①氧化亞鐵極易被氧化為氧化鐵，因此自然界中鐵的氧化物主要有氧化鐵和四氧化三鐵兩種;②氧化鐵為紅棕色固體，不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引;③鐵能和稀鹽酸反應生成氫氣，鐵的氧化物也能和稀鹽酸反應，但無氣體產生。

（實驗探究）將鐵絲燃燒后得到的黑色物質冷卻，然后研碎，___________________，說明濺落下來的黑色物質中還有鐵。寫出鐵絲在氧氣中燃燒的符號表達式:_________________。

（問題二）鐵燃燒的產物為什么不是氧化鐵呢?

（查閱資料2）①氧化鐵和四氧化三鐵的分解溫度見下表;②氧化鐵高溫分解成四氧化三鐵。

（理論討論）根據上述探究以及實驗現象，并結合表中數據分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫在___________之間，此溫度范圍氧化鐵已分解。

	四氧化三鐵	氧化鐵	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	/
熔點/℃	/	/	1535

（拓展延伸）

（1）氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和一種氣體，寫出該反應的符號表達式:______________;

（2）有些食品包裝盒內放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色______________，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發現并處理。

（問題三）氧化鐵、二氧化錳在物質的分類上都屬于氧化物，氧化鐵也能做過氧化氫分解的催化劑嗎?

（實驗探究）

實驗步驟	實驗現象
I.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象。	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃,B試管中無明顯現象
Ⅱ.待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象。	____________________
Ⅲ.將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為ag。

（實驗結論）氧化鐵可做過氧化氫分解的催化劑。

（討論交流）

（1）實驗Ⅱ的目的是____________________;

（2）試管A中符號式表達式為____________________。

（實驗反思）做鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時，發現集氣瓶炸裂了，可能的原因是_______________。

Answer 1

【答案】取適量于試管中，加適量鹽酸，有氣泡產生 1 535℃~1538℃ 變成暗紅色 帶火星的木條復燃 驗證氧化鐵在反應前后的化學性質是否改變 集氣瓶底部未放少量水或沙

【解析】

[實驗探究]將鐵絲燃燒后得到的黑色物質冷卻，然后碾碎，取適量于試管中，加入適量的稀鹽酸，產生氣泡，說明濺落下來的黑色物質中還有鐵；
鐵絲和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，反應的符號表達式為：Fe+O2Fe3O4；
[理論討論]根據上述探究以及實驗現象，并結合表中數據分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫在1535℃～1538℃之間，此溫度范圍氧化鐵已分解；
[拓展延伸]①氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和氧氣，反應的符號表達式為：Fe2O3Fe3O4+O2；
②有些食品包裝盒內放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色變成暗紅色，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發現并處理；
[實驗探究]如下表所示：

實驗步驟	實驗現象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象。	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
II．待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象。	帶火星的木條復燃
III．將實驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為ag。	/

[討論交流]（1）實驗II的目的是驗證氧化鐵在反應前后的化學性質是否改變；
（2）試管A中過氧化氫在催化劑作用下分解生成水和氧氣，反應的符號表達式為：H2O2H2O+O2；
[實驗反思]做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，集氣瓶內要預先裝少量水或鋪一層細砂的目的是防止燃燒產生的熔化物濺落瓶底，使瓶底炸裂。
故答案為：[實驗探究]取適量于試管中，加適量鹽酸，有氣泡產生；Fe+O2Fe3O4；
[理性討論]1535℃～1538℃；
[拓展延伸]（1）Fe2O3Fe3O4+O2；
（2）變成暗紅色；
[實驗探究]帶火星的木條復燃；
[討論交流]（1）驗證氧化鐵在反應前后的化學性質是否改變；
（2）H2O2H2O+O2；
[實驗反思]集氣瓶底部未放少量水或沙。