做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,某興趣小組有一些疑惑不解的問題,于是他們進行了以下探究活動,請你一同參與.
[問題1]細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會“火星四射”?
[查閱資料1]①日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質. ②含碳細鐵絲燃燒時,其中的炭粒生成的CO
2氣體在熔融液態(tài)物質中形成氣泡,熔融液態(tài)物質因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象.
[設計實驗]為了探究細鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象的原因,該小組同學設計的實驗方案是:取長短粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳的細鐵絲,分別在足量的氧氣中燃燒,觀察現(xiàn)象.你認為他們的方案______(填“合理”或“不合理”).
[實驗探究1]小明做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時,他把細鐵絲繞成螺旋狀,一端系在一根鐵絲上,另一端系上一根火柴.點燃火柴后迅速把鐵絲連同火柴一起插入集氣瓶下部(沒有接觸到細沙,如圖所示),但不見鐵絲燃燒,反復實驗均未成功.
該同學認為可能導致失敗的原因主要有三種:
A.鐵絲表面有銹跡,影響了反應的進行;
B.點燃火柴后立即將它伸入瓶內,火柴燃燒消耗了氧氣,不利于鐵絲的燃燒;
C.火柴燃燒時有大量的熱量放出,將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部,因熱脹冷縮之故.瓶內氧氣會膨脹逸出,使鐵絲無法燃燒.
實驗:根據(jù)以上假設,他對實驗應作的相應改進為:
(1)______;(2)______;(3)______.
[問題2]鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還有沒有鐵呢?
[查閱資料2]①自然界中鐵的氧化物主要是Fe
3O
4和Fe
2O
3兩種(FeO極易被氧化為Fe
2O
3);②鐵的氧化物均能溶于酸的溶液.
[實驗探究2]將冷卻后的黑色物質碾碎,裝入試管,加入______溶液,觀察到的現(xiàn)象是______,說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質中還含有鐵.
[問題3]鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe
2O
3呢?
[查閱資料3]①Fe
3O
4和Fe
2O
3的分解溫度、鐵的熔點見表:②Fe
2O
3高溫時分解成Fe
3O
4.
|
Fe3O4 |
Fe2O3 |
鐵 |
分解溫度/℃ |
1538 |
1400 |
- |
熔點/℃ |
- |
- |
1535 |
[理論探討]
根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結合表中數(shù)據(jù),可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應在______之間,在此溫度范圍內Fe
2O
3已分解,所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe
3O
4.
[拓展延伸]
(1)小林同學發(fā)現(xiàn)“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來,觀察到火星四射,并有黑色固體生成,請寫出該反應的化學方程式______;
(2)Fe
2O
3高溫時會分解成Fe
3O
4和一種氣體,請寫出此反應的化學方程式______;
(3)有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內放有黑色的FeO粉末,若粉末的顏色______,就說明包裝盒破損進氣,這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理.