Question

【題目】鐵的化學性質比較活潑，能與氧氣、酸、CuSO4溶液等多種物質發生化學反應。化學興趣小組在課外資料中發現，鐵和Fe2O3在高溫條件下竟然也能發生化學反應。

（提出問題）

鐵和Fe2O3反應的產物是什么？

（查閱資料）

①FeO、Fe2O3、Fe3O4中，Fe2O3是紅棕色，其余是黑色；FeO在空氣中會很快被氧化成Fe2O3；Fe3O4有磁性。②二氧化碳可用作該反應的保護氣。③鐵的氧化物都能與酸溶液反應。

（猜想與假設）

根據質量守恒定律，請你猜想鐵和Fe2O3反應的產物：

①有FeO；②只有Fe3O4；③__________。

（進行實驗）

（1）按下圖裝好藥品(鐵粉過量)，連好儀器(裝入藥品前已檢查裝置的氣密性)。

（2）輕推注射器活塞通入二氧化碳，估計玻璃管里空氣________，停止通入二氧化碳。

（3）點燃酒精噴燈加熱藥品，等到固體粉末全部變黑，再熄滅酒精噴燈。

（4）當長柄V形玻璃管冷卻至室溫時，檢驗黑色粉末成分。檢驗過程如下(請填寫表格中的空白)：

	檢驗操作及現象	檢驗結果
a	黑色粉末暴露在空氣中不變化	黑色粉末中一定沒有___________
b	用磁鐵靠近，黑色粉末能完全被吸引	黑色粉末中一定含有鐵和_______
c	取少量的黑色粉末裝入試管，滴加足量的___________溶液，出現紅色固體，充分反應后仍殘留少許黑色粉末	確認猜想_______正確

（探究結論）

鐵和Fe2O3能發生化合反應，有關的化學方程式是________________。

（反思評價）

本實驗中的保護氣，既能用二氧化碳氣體，也能用________________。

Answer 1

【答案】FeO和Fe3O4 排完 FeO Fe3O4 CuSO4(或CuCl2) ② Fe+4Fe2O3 3Fe3O4 氮氣(或氦氣或稀有氣體)

【解析】

為了防止空氣中的氧氣影響實驗結果，實驗前應該把裝置中的空氣排出；

鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；

氮氣、二氧化碳、稀有氣體等的化學性質都不活潑；

高溫條件下鐵和氧化鐵反應生成四氧化三鐵。

[猜想與假設]根據質量守恒定律，結合題意可知：①有FeO；②只有Fe3O4；③FeO、Fe3O4；

[進行實驗]（2）輕推注射器活塞通入二氧化碳，估計玻璃管里空氣排盡，停止通入二氧化碳；

（4）a、Fe2O3是紅棕色，其余是黑色；FeO在空氣中會很快被氧化成Fe2O3；黑色粉末暴露在空氣中不變化，說明黑色粉末中一定沒有FeO；

b、Fe3O4有磁性，用磁鐵靠近，黑色粉末能完全被吸引黑色粉末中一定含有鐵和Fe3O4；

c、取少量的黑色粉末裝入試管，滴加足量的硫酸銅或氯化銅溶液溶液，出現紅色固體，充分反應后仍殘留少許黑色粉末，說明黑色粉末中只有Fe3O4；

[探究結論]鐵和Fe2O3能發生化合反應生成四氧化三鐵，反應的化學方程式為：Fe+4Fe2O33Fe3O4；

[反思評價]本實驗中的保護氣，既能用氮氣，也能用稀有氣體等。