Question

鐵是日常生活中最常見的金屑之一．某班同學在學習鐵的知識時，有下列問題：
問題1：鐵為何稱為黑色金屬？
問題2：Fe₂₃在髙溫下能否分解為FeO和O₂？
問題3：在加熱條件下，鐵對甲醇的氧化能否起催化作用？
（1）對于問題1，同學們在網上査尋到兩種解釋：
A．因為在鐵表面上有黑色的鐵的氧化物，所以叫黑色金屑．
B．因為鐵的粉末為黑色，鐵的氧化物也為黑色，所以叫黑色金屬．
你認為正確的說法是______（填代號）．若有一黑色粉末，為鐵和四氧化三鐵的混合物，請設計一個實驗方案證明其中有Fe₃O₄______
（2）對于問題2，同學們準備進行實驗探究，設計了兩種方案：
A．將Fe₂O₃放在坩堝中高溫灼燒，觀察灼燒前后顏色是否變化．
B．將Fe₂O₃放在坩堝中髙溫灼燒，稱量灼燒前后質量是否變化．
回答下列問題：
①方案A中，如果高溫灼燒后______ （填顏色變化），說明Fe₂O₃確實發生了變化．能否說明生成的物質一定為FeO？______（填“能“或“否”）；
②方案B中，測得固體灼燒前后質量之比為30：29（假設固體灼燒后完全分解），則髙溫灼燒后生成固體物質是______．比較兩種方案，你認為較好的方案是______；
（3）對于問題3，同學們設計了如下實驗進行探究．回答相關問題：
①實驗過程中鐵網出現銀白色和黑色交替的現象，寫出甲醇反應的化學方程式（假設鐵網上出現的黑色物為FeO）______

Answer 1

【答案】分析：（1）氧化鐵為紅色，四氧化三鐵為黑色，四氧化三鐵為磁性氧化物，能吸引鐵；
（2）①氧化亞鐵、四氧化三鐵均為黑色；
②根據發生的反應及反應前后固體的質量來分析；
（3）①甲醇被氧化為甲醛，以此來書寫化學反應方程式；
②水浴加熱可使液體受熱變為氣體參與反應，并保證氣流平穩；
③乙中的冰水對蒸氣冷卻，使氣體變為液體，并根據反應分析可能的物質．
解答：解：（1）因氧化鐵為紅色，四氧化三鐵為黑色，則B的說法不正確，即A說法正確，又四氧化三鐵為磁性氧化物，能吸引鐵，則利用一小塊鐵片靠近黑色粉末，粉末被吸在鐵片上，證明有四氧化三鐵，故答案為：A；用一小塊鐵片靠近黑色粉末，粉末被吸在鐵片上，證明有四氧化三鐵；
（2）①因為Fe₂O₃是紅棕色的，FeO是黑色的，若方案A成立，那么顏色變化是由紅棕色變為黑色，但從顏色并不能正確判斷，因為可能生成黑色的Fe₃O₄，故答案為：紅色變為黑色；否；
②若方案B成立，發生2Fe₂O₃4FeO+O₂↑，灼燒前后的質量之比為10：9，發生6Fe₂O₃4Fe₃O₄+O₂↑，灼燒前后的質量之比是30：29，即發生反應最后的分解產物是Fe₃O₄，結合兩種方案的分析，方法A僅僅是定性地從顏色來觀察，不嚴密，而方法B涉及了定量的計算更嚴密，故答案為：Fe₃O₄；B；
（3）①鐵網出現銀白色和黑色交替的現象，則Fe被氧化為FeO，FeO氧化甲醇生成甲醛，本身被還原為鐵，高過程交替出現，甲醇反應的化學方程式為2CH₃OH+O₂2HCHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃OH+O₂2HCHO+2H₂O；
②甲中水浴加熱可使甲醇液體受熱變為氣體進入反應裝置，并保證氣流平穩，故答案為：使甲醇變為蒸氣進入反應裝置，并產生平穩氣流；
③由2CH₃OH+O₂2HCHO+2H₂O、甲醛還能被氧化為HCOOH，則利用乙中的冰水來冷卻時，試管a中收集到的物質可能有HCHO、HCOOH、CH₃OH、H₂O，
故答案為：HCHO、HCOOH、CH₃OH、H₂O．
點評：本題考查鐵及鐵的氧化物的性質，學生應熟悉物質的顏色，并能通過定性及定量的角度來分析解決問題，難度稍大．