Question

【题目】小亮做了“铁在氧气里燃烧”的实验，铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为_______，实验结束后，他想对得到的黑色固体做进一步探究。于是他查阅资料,并在老师的指导下进行了以下探究活动:

（查阅资料）

①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3,FeO在空气中极易被氧化成Fe2O3；②Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:

物质名称	Fe3O4	Fe2O3	Fe
分解温度/℃	1538	1400
熔点/℃			1535

（提出猜想）黑色固体的成分是:

猜想I：Fe和Fe3O4； 猜想II：只有_______；

猜想III：Fe3O4和FeO；猜想IV：只有FeO。

（实验探究）

实验操作	实验现象	实验结论
将黑色固体碾碎，露置在空气中。	_______。	猜想III、IV不成立。
将黑色固体碾碎，加入盛硫酸铜溶液的试管中。	有红色物质生成。	猜想______成立。

（实验分析）

（1）做铁丝燃烧的实验前，集气瓶内需要_______。

（2）实验过程中加硫酸铜溶液反应的化学方程式为_______:。

（3）根据实验现象和表中数据，可知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_______之间，铁在氧气里燃烧产生的是Fe3O4而不是Fe2O3的原因是: _______。

Answer 1

【答案】 Fe3O4 黑色固体不变红 I 装少量的水（或铺一层薄细沙） Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 1535℃~1538℃ 此温度范围氧化铁已分解

【解析】

铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：；

[提出猜想]

猜想Ⅰ：Fe和Fe3O4；猜想Ⅱ：只有Fe3O4；猜想Ⅲ：Fe3O4和FeO；猜想Ⅳ：只有FeO。

[实验探究]

将黑色固体碾碎，露置在空气中将黑色固体，黑色固体不变色，说明黑色固体中不含有氧化亚铁，猜想III、IV不成立。

碾碎，加入盛硫酸铜溶液的试管中，产生红色固体，是因为铁和硫酸铜反应生成了铜，猜想I成立。

[实验分析]

（1）做铁丝燃烧的实验前，集气瓶内需要加入适量水或铺一层细沙，以防止高温熔融物溅落时炸裂集气瓶。

（2）实验过程中加硫酸铜溶液时，铁和硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。

（3）根据实验现象和表中数据可知，铁在氧气里燃烧时产生的高温应大于铁的熔点，而小于四氧化三铁的分解温度，即在1535℃～1538℃之间；

铁在氧气里燃烧产生的是Fe3O4的原因是铁在氧气里燃烧产生的高温能使氧化铁分解。