Question

【題目】做完“鐵在氧氣里燃燒”的實驗后，某興趣小組有一些疑惑不解的問題，于是進行了以下探究：

【問題一】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還有沒有鐵？

【查閱資料1】①氧化亞鐵極易被氧化為氧化鐵，因此自然界中鐵的氧化物主要有氧化鐵和四氧化三鐵兩種；②氧化鐵為暗紅色固體，不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引；③鐵能和稀鹽酸反應生成氫氣，鐵的氧化物也能和稀鹽酸反應，但無氣體產生。

【實驗探究】將鐵絲燃燒后得到的黑色物質冷卻，然后碾碎， ① ，說明濺落下來的黑色物質中還有鐵。

寫出鐵絲在氧氣中燃燒的文字或符號表達式 ② 。

【問題二】鐵燃燒的產物為什么不是氧化鐵呢？

【查閱資料2】①氧化鐵和四氧化三鐵的分解溫度見下表；

②氧化鐵高溫分解成四氧化三鐵

	四氧化三鐵	氧化鐵	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	﹣﹣﹣
溶點/℃	﹣﹣﹣	﹣﹣﹣	1535

【理論討論】根據上述探究以及實驗現象，并結合表中數據分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫在 ③ 之間，此溫度范圍氧化鐵已分解．

【拓展延伸】①氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和一種氣體，寫出該反應的文字或符號表達式 ④ ；

②有些食品包裝盒內放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色 ⑤ ，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發現并處理。

【問題三】氧化鐵、二氧化錳在物質的分類上都屬于 ⑥ ，氧化鐵也能做過氧化氫分解的催化劑嗎？

【實驗探究】

實驗步驟	實驗現象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象。	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
II．待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象。	⑦
III．將實驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為ag。

【實驗結論】氧化鐵可做過氧化氫分解的催化劑。

【討論交流】（1）實驗II的目的是 ⑧ ；

（2）試管A中化學反應的文字或符號表達式 ⑨ 。

（3）試計算320克氧化鐵與多少克二氧化錳中含氧元素的質量相等。（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】①取少量于試管中，加入稀鹽酸，有氣泡產生；

②鐵＋氧氣四氧化三鐵；③1535℃～1538℃；

④氧化鐵四氧化三鐵＋氧氣；

⑤變為暗紅色；⑥氧化物；

⑦A試管中均有氣泡產生，帶火星的木條均復燃；

⑧證明氧化鐵在化學反應前后化學性質不變；

⑨過氧化氫→水＋氧氣（3）261克。

【解析】

試題分析∶根據所學知識和題中信息知，【實驗探究】將鐵絲燃燒后得到的黑色物質冷卻，然后碾碎，取少量于試管中，加入稀鹽酸，有氣泡產生，說明濺落下來的黑色物質中還有鐵。鐵絲在氧氣中燃燒的文字或符號表達式∶鐵＋氧氣四氧化三鐵。

【理論討論】根據上述探究以及實驗現象，并結合表中數據分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫在1535℃～1538℃之間，此溫度范圍氧化鐵已分解．

【拓展延伸】①氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和一種氣體，寫出該反應的文字或符號表達式∶氧化鐵四氧化三鐵＋氧氣。②有些食品包裝盒內放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色變為暗紅色；就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發現并處理。【問題三】氧化鐵、二氧化錳在物質的分類上都屬于氧化物；【實驗探究】⑦A試管中均有氣泡產生，帶火星的木條均復燃；【討論交流】（1）實驗II的目的是證明氧化鐵在化學反應前后化學性質不變；（2）試管A中化學反應的文字或符號表達式∶過氧化氫→水＋氧氣。（3）320克氧化鐵中氧元素質量為∶3×16／（2×56＋3×16）×100％＝96g．含氧元素質量96克,二氧化錳質量為∶x×2×16／(2×16＋55)＝96gx＝261g

考點∶考查實驗探究的基本思路和方法。