Question

3．做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后，小冬同學有兩個疑惑不解的問題，于是她進行了以下探究活動，請你一同參與．
【問題1】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還有沒有鐵呢？
【查閱資料1】
自然界中鐵的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃兩種（FeO極易被氧化為Fe₂O₃）；
鐵的氧化物均能溶于酸的溶液．鐵不僅能溶于酸溶液，還能放出氣泡．
【實驗探究】
將冷卻后的黑色物質碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸（或硫酸銅等）溶液，觀察到的現象是冒氣泡（或生成紅色固體等），說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中含有鐵．
【問題2】鐵燃燒的產物為什么不是Fe₂O₃呢？
【查閱資料2】
Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點見表：

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400	-
熔點/℃	-	-	1535

Fe₂O₃高溫時分解成Fe₃O₄．
【理論探討】
根據實驗現象，并結合表中數據，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫應在l535℃～l538℃之間，在此溫度范圍內Fe₂O₃已分解，所以鐵在氧氣里燃燒的產生是Fe₃O₄．

Answer 1

分析 首先根據鐵能與稀鹽酸反應生成氣體，也能與硫酸銅反應，置換出紅色的銅，來鑒別黑色物質中是否含有鐵；再根據實驗條件，控制溫度，以制取Fe₃O₄．

解答 解：【實驗探究】要想證明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還含有鐵，可以將冷卻后的黑色物質碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸或硫酸銅等溶液，如果出現冒氣泡、生成紅色固體等現象，就證明黑色物質中還含有鐵．
【理論探討】根據Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點，首先鐵需要在熔化狀態下反應，所以應該是高于1535℃，其次是要防止四氧化三鐵分解，所以溫度應該是低于1538℃，所以應該控制溫度在l535℃～l538℃，這時Fe₂O₃的分解溫度低，已經分解了，鐵在氧氣里燃燒的產生是只有Fe₃O₄．
故答案為：
【實驗探究】稀鹽酸（或硫酸銅等）；冒氣泡（或生成紅色固體等）；
【理論探討】l535℃～l538℃．

點評 本題考查鐵的化學性質，探究鐵的不同氧化物之間的轉化關系，以及控制反應條件得到不同產物的方法．