Question

【題目】某同學利用如圖裝置探究鐵與氧化鐵化合的生成物成分。

（1）【認識儀器】由儀器N可知該反應的條件是。
（2）【查閱資料】鐵的氧化物中只有Fe3O4能被磁鐵吸引。
某些鐵的氧化物加熱時能與氧氣反應。
【提出猜想】猜想①是FeO；
猜想②是Fe3O4；
猜想③是FeO和Fe3O4混合物。
【實驗步驟】
①連接組裝儀器，檢查裝置的氣密性，方法是：關閉彈簧夾M，。
②稱取16.0g氧化鐵粉末與質量為m的鐵粉，均勻混合后，放入玻璃管。
③通入CO2 ， 當觀察到明顯現象時，夾上彈簧夾M，開始加熱玻璃管。
④當固體全部呈黑色后，停止加熱，。將玻璃管中黑色粉末倒在濾紙上，取樣，滴加稀鹽酸，無氣泡產生，用磁鐵吸引，粉末被部分吸引。
（3）【實驗結論】猜想成立。所加鐵粉質量m的范圍是。
（4）【問題討論】實驗中澄清石灰水的主要作用是。

Answer 1

【答案】
（1）高溫
（2）將導管末端放入水中,雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管),導管口有氣泡冒出,松手(停止加熱)后,導管口形成一段穩定水柱,繼續通二氧化碳氣體直到玻璃管冷卻
（3）③,1.4g~5.6g
（4）判斷玻璃管中空氣是否已排盡
【解析】【認識儀器】儀器N是酒精噴燈，可知該反應需要高溫；

【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性時，可以關閉彈簧夾M，將導管末端放入水中，雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管)，導管口有氣泡冒出，松手(停止加熱)后，導管口形成一段穩定水柱，說明氣密性良好。④實驗結束前，為防止灼熱的生成物與空氣接觸發生反應，應繼續通入原來的氣體，直到生成物冷卻為止；

【實驗結論】生成的黑色粉末能被磁鐵完全吸引，說明鐵與氧化鐵化合的生成物的成分為FeO和Fe3O4；

假設鐵與氧化鐵完全反應生成氧化亞鐵，需要鐵的質量為a

Fe2O3+	Fe 3FeO
160	56
16.0g	a

；

a= 5.6g

假設產物只有四氧化三鐵，需要的鐵的質量為b

4Fe2O3+	Fe 3Fe3O4
640	56
16.0g	b

b=1.4g

若黑色固體不能被磁鐵全部吸引，且滴加稀鹽酸，無氣泡產生，說明剩余固體中含有氧化亞鐵，并且沒有鐵單質；所以所加鐵粉的質量范圍是1.4g～5.6g；

【問題討論】上述探究實驗中使用CO2可以起到排除空氣，作保護氣，防止鐵粉被氧化的作用；試管中的澄清的石灰水變渾濁；判斷玻璃管中空氣是否已排盡。
所以答案是：高溫、將導管末端放入水中，雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管)，導管口有氣泡冒出，松手(停止加熱)后，導管口形成一段穩定水柱、繼續通二氧化碳氣體直到玻璃管冷卻、③、1.4g~5.6g、判斷玻璃管中空氣是否已排盡。
【考點精析】利用鐵的冶煉和鐵銹的主要成分對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知鐵冶煉的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）；鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3XH2O）．