Question

李同學在探究鐵生銹的條件時，將鐵釘（生鐵鑄造）浸沒在試管里的食鹽水中，一段時間后，發現試管底部出現了黑色粉末．李同學對此黑色粉末的組成做了如下幾種猜測：①Fe；②Fe₂O₃；③Fe₃O₄；④FeCl₃．
查閱資料得知Fe₃O₄有磁性，可被磁鐵吸引．
請回答下列問題：
（1）你認為李同學的上述猜測中，不做實驗就可以排除的是________（填序號），理由是________．
（2）你認為黑色粉末還可能是哪種物質并說明理由：________．
（3）請你設計一個實驗方案，用化學方法驗證黑色粉末是否為鐵粉：________．
（4）李同學將黑色粉末干燥后，用磁鐵靠近，發現粉末能被磁鐵吸引，于是得出結論：黑色粉末一定是鐵粉，你認為李同學的結論對否，理由是________．
（5）取出在食鹽水中放置一段時間后的鐵釘，將其放入試管中，加入稀鹽酸一段時間后可能出現的現象是________．

Answer 1

解：（1）李同學的猜測中，不做實驗就可以排除的是②④，理由是 Fe₂O₃是紅色的，FeCl₃可溶于水且為黃色；
（2）黑色粉末還可能是炭粉，原因是制造鐵釘的鐵是鐵碳合金；
（3）為了驗證黑色粉末是否為鐵粉，可取少量黑色粉末于試管中，加入稀鹽酸，若有氣泡產生，則為鐵，若無氣泡產生，則不為鐵；
（4）李同學的結論不對，理由是四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；
（5）在食鹽水中放置一段時間后的鐵釘，鐵釘的表面生成了一層鐵銹，將其放入試管中，加入稀鹽酸一段時間后出現的現象是：鐵銹逐漸溶解，溶液由無色變為黃色，產生氣泡．
故答為：（1）②④，Fe₂O₃是紅色的，FeCl₃可溶于水且為黃色；（2）是炭粉，原因是制造鐵釘的鐵是鐵碳合金； （3）取少量黑色粉末于試管中，加入稀鹽酸，若有氣泡產生，則為鐵，若無氣泡產生，則不為鐵；（4）不對，四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；（5）鐵銹逐漸溶解，溶液由無色變為黃色，產生氣泡．
分析：（1）根據物質的性質進行分析，氧化鐵是紅色的，氯化鐵溶于水；
（2）根據制取鐵定的原料進行分析；
（3）根據鐵的性質進行分析，鐵能與酸反應放出氣體；
（4）根據鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引的特性分析；
（5）根據鐵釘在食鹽水中放置一段時間后生成的鐵銹與鹽酸的反應進行分析．
點評：通過本題的練習，知道生鐵是鐵的合金，生鐵中含有碳，而碳不與酸反應，所以在鐵與酸的反應后往往會在容器底部留有黑色粉末，其主要成分為碳粉．