Question

【题目】某同学利用如图装置探究铁与氧化铁化合的生成物成分。

（1）【认识仪器】由仪器N可知该反应的条件是。
（2）【查阅资料】铁的氧化物中只有Fe3O4能被磁铁吸引。
某些铁的氧化物加热时能与氧气反应。
【提出猜想】猜想①是FeO；
猜想②是Fe3O4；
猜想③是FeO和Fe3O4混合物。
【实验步骤】
①连接组装仪器，检查装置的气密性，方法是：关闭弹簧夹M，。
②称取16.0g氧化铁粉末与质量为m的铁粉，均匀混合后，放入玻璃管。
③通入CO2 ， 当观察到明显现象时，夹上弹簧夹M，开始加热玻璃管。
④当固体全部呈黑色后，停止加热，。将玻璃管中黑色粉末倒在滤纸上，取样，滴加稀盐酸，无气泡产生，用磁铁吸引，粉末被部分吸引。
（3）【实验结论】猜想成立。所加铁粉质量m的范围是。
（4）【问题讨论】实验中澄清石灰水的主要作用是。

Answer 1

【答案】
（1）高温
（2）将导管末端放入水中,双手紧贴玻璃管外壁(微微加热玻璃管),导管口有气泡冒出,松手(停止加热)后,导管口形成一段稳定水柱,继续通二氧化碳气体直到玻璃管冷却
（3）③,1.4g~5.6g
（4）判断玻璃管中空气是否已排尽
【解析】【认识仪器】仪器N是酒精喷灯，可知该反应需要高温；

【实验步骤】①检查装置的气密性时，可以关闭弹簧夹M，将导管末端放入水中，双手紧贴玻璃管外壁(微微加热玻璃管)，导管口有气泡冒出，松手(停止加热)后，导管口形成一段稳定水柱，说明气密性良好。④实验结束前，为防止灼热的生成物与空气接触发生反应，应继续通入原来的气体，直到生成物冷却为止；

【实验结论】生成的黑色粉末能被磁铁完全吸引，说明铁与氧化铁化合的生成物的成分为FeO和Fe3O4；

假设铁与氧化铁完全反应生成氧化亚铁，需要铁的质量为a

Fe2O3+	Fe 3FeO
160	56
16.0g	a

；

a= 5.6g

假设产物只有四氧化三铁，需要的铁的质量为b

4Fe2O3+	Fe 3Fe3O4
640	56
16.0g	b

b=1.4g

若黑色固体不能被磁铁全部吸引，且滴加稀盐酸，无气泡产生，说明剩余固体中含有氧化亚铁，并且没有铁单质；所以所加铁粉的质量范围是1.4g～5.6g；

【问题讨论】上述探究实验中使用CO2可以起到排除空气，作保护气，防止铁粉被氧化的作用；试管中的澄清的石灰水变浑浊；判断玻璃管中空气是否已排尽。
所以答案是：高温、将导管末端放入水中，双手紧贴玻璃管外壁(微微加热玻璃管)，导管口有气泡冒出，松手(停止加热)后，导管口形成一段稳定水柱、继续通二氧化碳气体直到玻璃管冷却、③、1.4g~5.6g、判断玻璃管中空气是否已排尽。
【考点精析】利用铁的冶炼和铁锈的主要成分对题目进行判断即可得到答案，需要熟知铁冶炼的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）；铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O）．