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:
【问题一】细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射?
【查阅资料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是:
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】小明按如图所示装置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,写出反应的文字表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁.
【问题2】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁?
【查阅资料2】自然界中铁的氧化物主要有三氧化二铁和四氧化三铁两种(三氧化二铁为暗红色,氧化亚铁极易被氧化为三氧化二铁).
【实验探究2】将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入足量稀盐酸,产生气泡,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三氧化二铁呢?
【查阅资料3】①三氧化二铁和四氧化三铁的分解温度见下表;②三氧化二铁高温分解成四氧化三铁
| 四氧化三铁 | 三氧化二铁 | 铁 |
分解温度/℃ | 1538 | 1400 | --- |
溶点/℃ | --- | --- | 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,此温度范围三氧化二铁已分解.
【拓展延伸】①三氧化二铁高温分解成四氧化三铁和一种气体,写出该反应的文字表达式三氧化二铁$\stackrel{高温}{→}$四氧化三铁+氧气;
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.