Question

鐵是日常生活中最常見的金屬，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：CuO在高溫下可分解為Cu₂O和O₂，Fe₂O₃在高溫下可分解為FeO和O₂嗎？
（1）對于問題1，同學們上網查尋，有兩種解釋：
A、因為在鐵表面上有黑色的鐵的氧化物，所以叫黑色金屬．
B、因為鐵的粉末為黑色，鐵的氧化物也均為黑色，所以叫黑色金屬．
①你認為正確的說法是

 

．
②若有一黑色粉末，你如何鑒別是鐵粉，還是Fe₃O₄粉末．

 

③若有一黑色粉末，為鐵和四氧化三鐵的混合物，你如何證明其中有Fe₃O₄（只要求簡述實驗方法）

 

（2）對于問題2，同學們準備實驗探究，他們設想了兩種方法：
A：將三氧化二鐵高溫灼燒，看灼燒前后顏色是否變化．
B：將三氧化二鐵高溫灼燒，看灼燒前后質量是否變化．
①實驗中應將Fe₂O₃放在

 

（填儀器名稱）中灼燒．
②方法A中，如果高溫灼燒后顏色由

 

變為

 

，說明Fe₂O₃確實發生了變化．能說明生成的一定為FeO嗎？

 

，理由是

 

．
③方法B中，如果發生了預期的反應，固體高溫灼燒前后質量比應為

 

，但是，實驗結果固體灼燒前后質量比為30：29，則高溫灼燒后生成物是

 

．
④比較兩種方法，你認為較好的方法是

 

．

Answer 1

考點：鐵的化學性質,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：元素及其化合物

分析：（1）鐵是在高溫下煉制成，高溫下會和空氣中的氧氣反應生成四氧化三鐵或氧化亞鐵，顏色都是黑色氧化物，氧化鐵是紅色氧化物，常溫下緩慢氧化或電話腐蝕生成得到；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，黑色粉末為鐵和四氧化三鐵的混合物．定性證明其中含有Fe₃O₄的方法是利用四氧化三鐵具有磁性或與酸反應是否生成氣體分析設計；
③根據發生的反應及反應前后固體的質量來分析；
（2）①Fe₂O₃固體灼燒應在坩堝中進行；
②將三氧化二鐵高溫灼燒，Fe₂O₃確實發生了變化，依據氧化物顏色變化分析，氧化鐵被還原生成產物可能為黑色氧化亞鐵或四氧化三鐵；
③依據分解生成氧化亞鐵、四氧化三鐵反應前后質量不好分析計算；
④B方案能通過定量計算分析判斷生成物，A方案固體顏色變化不容易觀察和判斷．

解答： 解：（1）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，
②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，或取黑色粉末少許于試管中，加適量稀鹽酸或稀硫酸，有氣泡產生的原黑色粉末為鐵，若無氣泡產生則原粉末為Fe₃O₄；
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，證明有四氧化三鐵或取黑色粉末少許于試管中，加適量稀鹽酸或稀硫酸，有氣泡產生的原黑色粉末為鐵，若無氣泡產生則原粉末為Fe₃O₄；
③若有一黑色粉末，為鐵和四氧化三鐵的混合物，證明其中有Fe₃O₄，用干燥的氫氣與黑色粉末加熱反應，用無水硫酸銅檢測有水產生或用純凈的一氧化碳與與黑色粉末加熱反應，用澄清石灰水檢測有二氧化碳產生；
故答案為：用干燥的氫氣與黑色粉末加熱反應，用無水硫酸銅檢測有水產生或用純凈的一氧化碳與與黑色粉末加熱反應，用澄清石灰水檢測有二氧化碳產生；
（2）①Fe₂O₃固體灼燒應在坩堝中進行，故答案為：坩堝；
②將三氧化二鐵高溫灼燒，Fe₂O₃確實發生了變化，依據氧化物顏色變化分析，氧化鐵被還原生成產物可能為黑色氧化亞鐵或四氧化三鐵，顏色從紅棕色變化為黑色，不能說明生成的一定為FeO，
故答案為：紅棕色；黑色；不能；也可能為Fe₃O₄；
③若發生與其反應，發生2Fe₂O₃

高溫  .

4FeO+O₂↑，灼燒前后的質量之比為10：9，發生6Fe₂O₃

高溫  .

4Fe₃O₄+O₂↑，灼燒前后的質量之比是30：29，髙溫灼燒后生成的固體物質是四氧化三鐵，即發生反應最后的分解產物是Fe₃O₄，
故答案為：

10

9

；Fe₃O₄；
④B方案能通過定量計算分析判斷生成物，A方案固體顏色變化不容易觀察和判斷，故答案為：B．

點評：本題考查了鐵及其化合物性質分析判斷，物質組成的實驗驗證，注意物質性質應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．