同學(xué)們知道鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與氧氣、酸、硫酸銅溶液等多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)興趣小組在課外資料中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e和Fe₂O₃竟然也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【提出問題】Fe和Fe₂O₃反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？
【查閱資料】
1.在FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄中，F(xiàn)e₂O₃是紅棕色，其余都是黑色。
2.FeO在空氣中會很快被氧化成Fe₂O₃；Fe₃O₄有磁性。
3.CO₂可用作該反應(yīng)的保護氣。
4.鐵的氧化物都難溶于水。
5.酒精噴燈可以提供更高的溫度。
【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，請你猜想Fe和Fe₂O₃反應(yīng)的產(chǎn)物；
Ⅰ.只有FeO；
Ⅱ.只有Fe₃O₄；
Ⅲ.

FeO和Fe₃O₄

FeO和Fe₃O₄

。
【進行實驗】
（1）按如圖裝好藥品（鐵粉過量），連接好儀器（裝入藥品前已檢查裝置的氣密性）。
（2）輕推注射器活塞通入二氧化碳，估計玻璃管里空氣

排完

排完

，停止通入二氧化碳。
（3）點燃酒精噴燈加熱藥品，等到固體粉末全部變黑，再熄滅酒精噴燈。
（4）當長柄V形玻璃管冷卻至室溫時，檢驗黑色粉末的成分。檢驗過程如下：

	檢驗操作及現(xiàn)象	檢驗結(jié)果
第一步	黑色粉末暴露在空氣中不變色。	黑色粉末中一定沒有 FeO FeO
第二步	用磁鐵靠近，黑色粉末能完全被吸引。	黑色粉末中一定含有 Fe和Fe3O4 Fe和Fe3O4
第三步	取少量的黑色粉末裝入試管，滴加足量的 CuSO4 CuSO4 溶液，出現(xiàn)紅色固體，充分反應(yīng)后仍殘留少許黑色粉末。	進一步確認猜想 Ⅱ Ⅱ 正確

【探究結(jié)論】鐵和Fe₂O₃能發(fā)生化合反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是

Fe+4Fe₂O₃

高溫

3Fe₃O₄

Fe+4Fe₂O₃

高溫

3Fe₃O₄

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【反思評價】
（1）實驗結(jié)束，向V形管中的液體里滴入紫色石蕊試液，變?yōu)?

紅

紅

色。接下來，再微熱V形管中的液體，觀察到現(xiàn)象是

溶液變回為紫色

溶液變回為紫色

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（2）本實驗中的保護氣，既能用二氧化碳氣體，也能用

氮氣（答案合理即可）

氮氣（答案合理即可）

。