Question

【题目】某化学小组同学研究铁丝在氧气中燃烧的反应，进行了如下实验，取一段打磨好的螺旋状铁丝，在下面系一根火线，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入充满氧气且放有少量水的集气瓶中，观察到如下现象，铁丝下端熔成一个小铁球，生成一种黑色固体，做完实验以后小明对该实验有两个问题疑惑不解，分别做了以下探究实验：
（1）【问题一】掉落下来的黑色固体中是否仍然含有铁？
为了确定该黑色固体的成分，同学们查阅以下资料
①铁粉是黑色或灰黑色粉末，四氧化三铁为黑色固体，具有磁性．
②四氧化三铁和盐酸反应：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O
有同学提出：用磁铁来确定黑色固体的成分，其他同学表示反对，其理由为 ．
经过讨论，同学们设计了以下实验方案，通过实验确定了黑色固体的成分．

实验操作	实验现象	实验结论
取少量黑色固体于试管中，加入适量盐酸，放置一段时间	现象1：液体由无色变为黄色
	现象2：	黑色固体中含有铁

（2）【问题二】铁燃烧的产物为什么不是FeO或Fe2O3呢？
查阅资料：①FeO在空气中极易被氧化为Fe2O3 ．
②Fe2O3绝Fe3O4的分解度和熔点见下表：

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400
熔点/℃			1535

结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在℃之间，在此温度范围内已分解，所以铁在氧气里燃烧的产物是Fe3O4 ．
（3）拓展延伸
①有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色 ， 就说明包装盒破损透气，这样售货员就能及时发现并处理；
②下列铁的氧化物中，铁元素的质量分数由大到小的顺序是（填字母）．
A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4
③Fe2O3高温时分解成Fe3O4和一种气体，请写出该反应的方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）铁和四氧化三铁都能被磁铁吸引；黑色固体中含有四氧化三铁；有气泡冒出
（2）1535﹣1538；Fe2O3
（3）由黑色变为红色；A＞C＞B；6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑
【解析】解：【问题一】铁和四氧化三铁都能被磁铁吸引，故不能用磁铁来确定黑色固体的成分，故填：铁和四氧化三铁都能被磁铁吸引．
四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化铁，水溶液变黄，铁能与盐酸反应产生气体，会观察到气泡产生，故填：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量黑色固体于试管中，加入适量盐酸，放置一段时间	现象1：液体由无色变为黄色	黑色固体中含有四氧化三铁
	现象2：有气泡冒出	黑色固体中含有铁

【问题二】由于铁丝燃烧时先由于温度升高开始熔化后达到着火点燃烧，所以温度需要达到铁的熔点，又因为生成物是四氧化三铁，所以温度不能高于四氧化三铁的分解温度，否则会得不到四氧化三铁，所以温度是1535℃﹣1538℃之间；由于在该温度下氧化铁已经分解，所以得不到氧化铁；
所以答案是：1535﹣1538；Fe2O3 ．
拓展延伸
①有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，氧化亚铁能被氧气氧化生成氧化铁，颜色由黑色变为红色，故填：由黑色变为红色；
②将铁的氧化物的化学式改写，可以变为：A、Fe6O6 ， B、Fe6O9；C、Fe6O8；故铁元素的质量分数由大到小的顺序是A＞C＞B；故填：A＞C＞B；
③Fe2O3高温时分解成Fe3O4和氧气，故填：6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑．
【考点精析】关于本题考查的金属材料的选择依据和书写化学方程式、文字表达式、电离方程式，需要了解黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金．重金属：如铜、锌、铅等；有色金属轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属；注意：a、配平 b、条件 c、箭号才能得出正确答案．