Question

11．冬天，小方陪妈妈去医院打点滴．发现护士往输液管上放了一个纸包（如图所示）．经询问得知它可以温暖输入人体中的液体．小方对包里的东西能产生热量感到很神奇，于是，他向护士要了一只用过的纸包，带回来进行了如下探究．
探究一：包里是什么物质．
他剪开纸包，发现里面是一些黑色粉末和暗红色粉末．
【提出猜想】纸包里的物质可能是炭粉、铁粉、氧化铁、氧化亚铁中某几种物质的混合物．
【查阅资料】氧化亚铁是一种黑色粉末，不溶于水．在空气中稍受热即被迅速氧化成四氧化三铁，铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引．四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水．
【初步结论】根据资料知识，你认为纸包中的黑色粉末除了猜想物质以外，还可能含有四氧化三铁．
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将磁铁靠近粉末	黑色粉末部分被吸引，暗红色粉末不被吸引
②	取少量粉末加入足量稀盐酸	有气泡产生，底部有黑色不溶物

【得出结论】
（1）该粉末中一定含有炭粉、铁粉、氧化铁．
（2）实验②中产生气泡的化学方程式是Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
探究二：纸包为什么会放热．
【查阅资料】铁粉在空气中会发生缓慢氧化而放出热量，转化成氧化铁．
请你写出该反应的化学方程式4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
在上面的实验中还不能得出纸包中一定含有四氧化三铁．请你继续完成以下实验内容：

实验步骤	实验现象	结论
用磁铁靠近纸包中的粉末 向吸起来的黑色粉末中通入CO，并加热，并将产生的气体通入澄清的石灰水	有部分黑色粉末被吸起来 石灰水变浑浊	纸包中含有四氧化三铁．

Answer 1

分析 【初步结论】
如果粉末中含有氧化亚铁，该过程是放热的，那么氧化亚铁容易被氧化成四氧化三铁；
【进行实验】
铁、四氧化三铁能够被磁铁吸引，氧化铁粉末是暗红色的，碳粉不能和稀盐酸反应，铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
【得出结论】
根据实验现象可以判断物质的组成；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
【查阅资料】
铁和氧气发生缓慢氧化生成氧化铁；
合理设计实验，可以证明物质中是否含有四氧化三铁．

解答 解：【初步结论】
纸包中的黑色粉末除了猜想物质以外，还可能含有四氧化三铁，因为氧化亚铁在空气中稍受热即被迅速氧化成四氧化三铁．
故填：四氧化三铁．
【得出结论】
（1）将磁铁靠近粉末，黑色粉末部分被吸引，说明黑色粉末中可能含有铁粉，或四氧化三铁，或铁粉和四氧化三铁，暗红色粉末是氧化铁；
取少量粉末加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明粉末中含有铁粉，底部有黑色不溶物，说明粉末中含有炭粉，因此该粉末中一定含有炭粉、铁粉、氧化铁．
故填：炭粉、铁粉、氧化铁．
（2）实验②中产生气泡，是因为铁粉和稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
【查阅资料】
铁粉在空气中发生缓慢氧化生成氧化铁的化学方程式为：4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
故填：4Fe+3O₂═2Fe₂O₃．
证明纸包中含有四氧化三铁的实验步骤、实验现象如表中所示：

实验步骤	实验现象
用磁铁靠近纸包中的粉末 向吸起来的黑色粉末中通入CO，并加热，并将产生的气体通入澄清的石灰水	有部分黑色粉末被吸起来 石灰水变浑浊

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．