Question

从分类角度看，金属可分为黑色金属和有色金属．铁是日常生活中最常见的黑色金属，请回答下列问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
（1）同学们经百度查询，得到以下两种解释，你认为下列解释正确的是______．（填字母）
A．因为铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属．
B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属．
（2）已知某黑色粉末为铁和四氧化三铁的混合物．请定性证明其中含有Fe₃O₄（只要求简述实验方法）？______．
（3）将适量FeO粉末溶于过量稀硫酸中，并将所得溶液分为两份．一份溶液加入少量硝酸钾晶体，发现溶液颜色发生改变，此反应的离子方程式为______，另一份溶液加入一定量氢氧化钠溶液，所见主要实验现象为______．
问题2：已知CuO在高温时可分解为Cu₂O和O₂，为探究Fe₂O₃高温灼烧时是否分解为FeO和O₂，同学们设想了两种探究方法：
C．看灼烧前后固体颜色是否变化．　　D．看灼烧前后固体质量改变情况．
（4）实验时应将Fe₂O₃放在______中灼烧．（填仪器名称）
（5）方法C中，如果高温灼烧后固体颜色发生明显改变，说明Fe₂O₃发生了变化．能否说明产物一定为FeO？______，（填“能”或“不能”）理由是______．
（6）方法D中，测得实验结果是固体灼烧前后的质量比为30：29，则高温灼烧后固体生成物是______．

Answer 1

解：（1）铁是在高温下炼制成，高温下会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物时常温下缓慢氧化或电话腐蚀生成得到；
故答案为：A；
（2）黑色粉末为铁和四氧化三铁的混合物．定性证明其中含有Fe₃O₄的方法是利用证明含有氧化物设计分析，方法为：用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测显蓝色或用纯净的CO与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检验有白色沉淀生成，说明其中含有Fe₃O₄；
故答案为：用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测显蓝色或用纯净的CO与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检验有白色沉淀生成，说明其中含有Fe₃O₄；
（3）FeO粉末溶于过量稀硫酸中生成硫酸亚铁和水，一份溶液加入少量硝酸钾晶体溶解后和溶液中的硫酸形成硝酸具有氧化性能氧化亚铁离子为三价铁离子溶液由浅绿色变化为棕黄色，反应的离子方程式为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；另一份溶液加入一定量氢氧化钠溶液，所见主要实验现象为是白色沉淀氢氧化亚铁杯氧化为灰绿色最后变为红褐色沉淀；故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；产生白色絮状沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（4）固体灼烧需要高温应放在坩埚中进行；
故答案为：坩埚；
（5）方法C中，如果高温灼烧后固体颜色发生明显改变，说明Fe₂O₃发生了变化，但不能说明产物一定为FeO，因为颜色变化只能是红色变化为黑色，而黑色铁的氧化物还有Fe₃O₄；
故答案为：不能；Fe₃O₄也是黑色的；
（6）方法D中，测得实验结果是固体灼烧前后的质量比为30：29，依据Fe₂O₃的摩尔质量为160g/mol，所以灼烧后摩尔质量为232g/mol，得到高温灼烧后固体生成物是Fe₃O₄；
故答案为：Fe₃O₄；
分析：（1）铁是在高温下炼制成，高温下会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物时常温下缓慢氧化或电话腐蚀生成得到；
（2）黑色粉末为铁和四氧化三铁的混合物．定性证明其中含有Fe₃O₄的方法是利用证明含有氧化物设计分析，方法为：用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测显蓝色或用纯净的CO与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检验有白色沉淀生成，说明其中含有Fe₃O₄；
（3）FeO粉末溶于过量稀硫酸中生成硫酸亚铁和水，一份溶液加入少量硝酸钾晶体溶解后和溶液中的硫酸形成硝酸具有氧化性能氧化亚铁离子为三价铁离子溶液由浅绿色变化为棕黄色，反应的离子方程式为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；另一份溶液加入一定量氢氧化钠溶液，所见主要实验现象为是白色沉淀氢氧化亚铁杯氧化为灰绿色最后变为红褐色沉淀．故（4）固体灼烧需要高温应放在坩埚中进行；
（5）方法C中，如果高温灼烧后固体颜色发生明显改变，说明Fe₂O₃发生了变化，但不能说明产物一定为FeO，因为颜色变化只能是红色变化为黑色，而黑色铁的氧化物还有Fe₃O₄；（6）方法D中，测得实验结果是固体灼烧前后的质量比为30：29，依据Fe₂O₃的摩尔质量为160g/mol，所以灼烧后摩尔质量为232g/mol，得到高温灼烧后固体生成物是Fe₃O₄；
点评：本题考查了铁及其化合物性质的应用，物质检验方法和反应现象分析，题目知识面较多，难度中等．