Question

一位學生對鐵與氧化鐵反應后的產物進行探究。
(1)提出假設
假設1：產物為FeO；
假設2：                       。
(2)查閱資料
該學生通過查閱資料得知：在鐵的三種氧化物中，四氧化三鐵最穩定，氧化亞鐵最不穩定，常溫下極易被氧氣氧化成氧化鐵(顏色由黑色變成紅色)。
通過查閱資料可以得出的初步結論為                                       。
(3)進行實驗
該學生設計了如下裝置進行鐵與氧化鐵反應的實驗。請你幫助他將實驗步驟補充完整。

①按如圖裝置連接好儀器(暫不裝入藥品)，                      。
②稱取1 g還原性鐵粉和5 g氧化鐵粉末，混合均勻后平攤在玻璃管中部。
③松開兩個彈簧夾，                               ，即可夾上彈簧夾a，并開始加熱藥品。
④大約4分鐘左右，棕色粉末全部變黑；再夾上彈簧夾b，然后停止加熱，等到玻璃管冷卻至室溫，倒出黑色粉末。
(4)現提供如下藥品，驗證實驗得到的黑色粉末的成分。磁鐵、稀鹽酸、KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、試管、膠頭滴管。

實驗步驟	預期現象和結論

 
(5)實驗結論：鐵與氧化鐵反應的化學方程式為                                     。

Answer 1

(1)產物為Fe₃O₄
(2)Fe與Fe₂O₃反應的產物為Fe₃O₄(表述合理即可)
(3)①夾上彈簧夾a，松開彈簧夾b，微熱玻璃管，若導管口有氣泡冒出，停止加熱一段時間后，導管中形成一段水柱，則裝置不漏氣 ③通入純凈干燥的二氧化碳氣體，待玻璃管里的空氣被排完了
(4)

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：用磁鐵靠近黑色粉末	黑色粉末在空氣中不變色，且能被磁鐵全部吸引，說明黑色粉末中沒有FeO
步驟2：取少量黑色粉末，放入試管中，加入稀鹽酸，振蕩使粉末溶解，然后滴入幾滴KSCN溶液	有氣泡冒出，溶液變紅色，說明鐵粉過量，生成物為Fe3O4

(5)Fe＋4Fe₂O₃3Fe₃O₄

實驗要在無氧環境中進行。檢驗Fe₃O₄時，一是要利用它的磁性排除Fe₂O₃、FeO的干擾，二是要檢驗＋3價鐵離子的存在，排除鐵的干擾。