14.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1】细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射?
【资料1】铁制品一般含有少量碳,含碳细铁丝燃烧时,炭粒生成的二氧化碳在熔融态物质中形成气泡,熔融态物质因气泡炸裂引起火星四射现象.
【设计实验】为了探究火星四射现象的原因,该小组同学设计的实验方案:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象.
【实验探究1】小明做细铁丝在氧气中燃烧的实验:
但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功.写出导致该同学实验失败的可能原因(两个):铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行、点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧
经过改进,该同学完成了该实验,写出反应的文字或符号表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁或3Fe+2O
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe
3O
4.
【问题2】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁?
【资料2】自然界中铁的氧化物主要有Fe
2O
3和Fe
3O
4两种(Fe
2O
3为暗红色,FeO极易氧化).
【实验探究2】将冷却后的黑色物质碾碎,经实验,说明溅落下来的黑色物质中还有铁.
【问题3】铁燃烧的产物为什么不是Fe
2O
3呢?
【资料3】①Fe
2O
3和Fe
3O
4的分解温度见表;②Fe
2O
3铁高温分解成Fe
3O
4 | Fe3O4 | Fe2O3 | 铁 |
分解温度/℃ | 1538 | 1400 | |
熔点点/℃ | | | 1535 |
【理论讨论】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在1535℃~1538℃之间.
【拓展延伸】①Fe
2O
3高温分解成Fe
3O
4和一种气体,写出该反应的文字或符号表达式三氧化二铁$\stackrel{高温}{→}$四氧化三铁+氧气或6Fe
2O
3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe
3O
4+O
2↑;
②有些超市的食品包装盒放有黑色的氧化亚铁粉末,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.