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在學完氧氣的性質(zhì)后,某校課外小組同學對鐵絲在氧氣中燃燒的實驗進行了更深入的探究。
說明:下述實驗中所用的8根鐵絲均從1根長鐵絲上截取,并且長度相同。
探究1:鐵絲燃燒是否需要純氧?
實驗內(nèi)容:取5根鐵絲,分別在體積分數(shù)為90%、70%、65%、60%、55%的氧氣中進行實驗。
實驗記錄如下:
V(O2)% 實驗現(xiàn)象
90% 燃燒劇烈,燃燒時間長,實驗成功
70% 燃燒比90%的弱,燃燒時間短,實驗成功
65% 燃燒比70%的弱,燃燒時間比70%的短,實驗成功
60% 燃燒比65%的弱,燃燒時間更短,實驗成功
55% 難以燃燒,只是發(fā)紅
探究2:鐵絲繞成螺旋狀的原因是什么?
關(guān)于鐵絲繞成螺旋狀的原因,甲同學認為是為了增大與氧氣的接觸面積,乙同學認為是聚熱效果好,能使未燃的鐵絲更好的預熱。在老師的指導下,小組同學進行了實驗,實驗操作及現(xiàn)象如下表所示,實驗中3個集氣瓶均盛有等量的水和體積分數(shù)相同的氧氣。
實驗操作 實驗現(xiàn)象
取3根鐵絲,將1根拉直,另兩根繞成寬窄不同的螺旋狀,進行如圖所示實驗。
菁優(yōu)網(wǎng)
鐵絲均燃燒,劇烈程度不同,Ⅱ最劇烈,其次是Ⅲ,較弱的是Ⅰ。
回答下述問題:
(1)鐵絲在氧氣中燃燒的化學反應方程式為
3Fe+2O2
點燃
Fe3O4
3Fe+2O2
點燃
Fe3O4
。
(2)通過探究1實驗,丙同學得出結(jié)論:鐵絲在氧氣中燃燒,所需氧氣的最低體積分數(shù)為60%,你對他得出的結(jié)論的看法是
結(jié)論錯誤,應該在60%、55%再選擇一些數(shù)據(jù)進行驗證
結(jié)論錯誤,應該在60%、55%再選擇一些數(shù)據(jù)進行驗證

(3)探究2實驗中,3根鐵絲均要完全伸入集氣瓶中的原因是
符合控制變量法,使反應面積相同
符合控制變量法,使反應面積相同

(4)根據(jù)探究2實驗,你認為
(填“甲”或“乙”)同學說法合理,其理由是
鐵絲的長度是相同的
鐵絲的長度是相同的
。
(5)探究1實驗用排水法收集氧氣時,每瓶都要留存30mL水,以防止熔融物炸裂瓶底。實驗中收集體積分數(shù)為90%的氧氣時,設(shè)應向空集氣瓶中加入水的體積為x,請列出能求解x的計算式
(310mL-x)×21%+(x-30mL)=(310mL-30mL)×90%
(310mL-x)×21%+(x-30mL)=(310mL-30mL)×90%
(空集氣瓶容積為310mL,不考慮橡皮塞所占體積)。

【答案】3Fe+2O2
點燃
Fe3O4;結(jié)論錯誤,應該在60%、55%再選擇一些數(shù)據(jù)進行驗證;符合控制變量法,使反應面積相同;乙;鐵絲的長度是相同的;(310mL-x)×21%+(x-30mL)=(310mL-30mL)×90%
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:57引用:2難度:0.3
相似題
  • 1.小明對鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射進行探究。下表是他純鎂條和不同含碳量的鐵絲(鎂條和鐵絲直徑均為0.4mm)放入氧氣中燃燒時的實驗現(xiàn)象的記錄。請你分析回答:菁優(yōu)網(wǎng)
    物質(zhì) 鎂條 含碳0.05%的鐵絲 含碳0.2%的鐵絲 含碳0.6%的鐵絲
    燃燒時的現(xiàn)象 劇烈燃燒,
    無火星。
    劇烈燃燒
    極少火星
    劇烈燃燒
    少量火星
      A
     
    (1)表中“A”處內(nèi)容應為
     
    。
    (2)鎂條燃燒的化學式表達式為
     

    (3)通過以上探究,你認為鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象的原因可能是
     
    ;實驗時,鐵絲需繞成螺旋狀的目的是
     
    ,為防止瓶底炸裂,需
     
    ,鐵絲燃燒的化學式表達式為
     
    。
    (4)鐵除了可以在氧氣中燃燒,還可以在空氣中發(fā)生緩慢氧化,該過程
     
    (填“放熱”或“吸熱”);在生活中緩慢氧化的例子很多,下列也屬于緩慢氧化的是
     
    (填序號)。
    ①鍋爐爆炸   ②動植物的呼吸   ③食物的腐爛   ④水結(jié)成冰   ⑤酒和醋的釀造   ⑥農(nóng)家肥的腐熟   ⑦火藥爆炸
    (5)某同學利用鐵粉來測定空氣中氧氣的含量,如圖所示,將足量的鐵粉用水均勻地粘在試管內(nèi)壁上,將試管倒立在裝有水的燒杯中。實驗過程中,觀察到試管內(nèi)液面緩慢上升。下列分析錯誤的是
     

    A.水能進入試管的最大體積為試管容積的1/5
    B.該鐵粉在試管內(nèi)發(fā)生了氧化反應
    C.這一實驗可以驗證空氣的組成不是單一的
    D.如果把鐵粉改為木炭粉,兩者的現(xiàn)象完全相同

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:22引用:1難度:0.5
  • 2.某化學興趣小組在做“鐵絲在氧氣里燃燒”實驗時,進行了一系列探究活動。
    探究一:鐵絲燃燒是否需要純氧
    【實驗內(nèi)容】取0.38mm的鐵絲,分別在體積分數(shù)為90%、70%、60%、55%的氧氣中實驗。
    【討論】
    (1)空氣中氧氣的含量按20%計,用集氣瓶收集含氧氣60%的氣體的方法可以是:
     
    。
    【實驗】
    O2% 90% 70% 60% 55%
    實驗現(xiàn)象 燃燒劇烈、燃燒時間長,效果好 燃燒比90%弱,燃燒時間短,實驗成功 燃燒比70%弱,燃燒時間更短,實驗成功 難以燃燒只是發(fā)紅
    【結(jié)論】
    (2)就0.38mm鐵絲而言,燃燒所需氧氣的最低體積分數(shù)為
     
    ,且氧氣濃度越大,燃燒現(xiàn)象越
     
    (填“劇烈”或“不劇烈”)。
    探究二:鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射的原因
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)圖中螺旋狀鐵絲的末端系一根火柴的作用是
     
    。
    (4)對鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射進行探究。下表是將純鐵絲和不同含碳量的鐵絲(鐵絲直徑為0.4mm)放入氧氣中燃燒時的實驗現(xiàn)象的記錄。請分析完成下表:
    物質(zhì) 純鐵絲 含碳0.05%的鐵絲 含碳0.2%的鐵絲 含碳0.6%的鐵絲
    燃燒時的現(xiàn)象 無火星四射現(xiàn)象,熔斷 劇烈燃燒,極少火星 劇烈燃燒,少量火星
     
    通過以上實驗,說明鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象和
     
    (填元素符號)有關(guān)。

    發(fā)布:2024/10/13 12:0:2組卷:40引用:2難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后,某興趣小組有一些疑惑不解的問題,于是他們進行了以下探究活動,請你一同參與。
    【問題】細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會“火星四射”?
    【查閱資料1】①日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質(zhì)。
    ②含碳細鐵絲燃燒時,其中的炭粒生成的CO2氣體在熔融液態(tài)物質(zhì)中形成氣泡,熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象。
    (1)(設(shè)計實驗)為了探究細鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象的原因,該小組同學設(shè)計的實驗方案是:取長短粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳的細鐵絲,分別在足量的氧氣中燃燒,觀察現(xiàn)象。你認為他們的方案
     
    (填“合理”或“不合理”)。
    (2)(實驗探究)小明做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時,他把細鐵絲繞成螺旋狀,一端系在一根鐵絲上,另一端系上一根火柴。點燃火柴后迅速把鐵絲連同火柴一起插入集氣瓶下部(沒有接觸到水,如圖所示),但不見鐵絲燃燒,反復實驗均未成功。
    該同學認為可能導致失敗的原因主要有三種:
    A.鐵絲表面有銹跡,影響了反應的進行;
    B.點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi),火柴燃燒消耗了氧氣,不利于鐵絲的燃燒;
    C.火柴燃燒時有大量的熱量放出,將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部,因熱脹冷縮之故。瓶內(nèi)氧氣會膨脹逸出,使鐵絲無法燃燒。
    針對假設(shè)A應作出的實驗改進為
     

    針對假設(shè)B應作出的實驗改進為
     
    ;
    針對假設(shè)C應作出的實驗改進為
     
    。
    (3)【查閱資料2】①黑色的Fe3O4和紅色的Fe2O3的分解溫度、鐵的熔點見下表:
    ②Fe2O3高溫時分解成Fe3O4
    ③FeO不穩(wěn)定,容易被空氣中的氧氣氧化成Fe2O3
    Fe3O4 Fe2O3
    分解溫度℃ 1538 1400
    熔點/℃ 1535
    (理論探討)根據(jù)鐵絲燃燒的實驗現(xiàn)象,并結(jié)合表中數(shù)據(jù),可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應在
     
    之間,在此溫度范圍內(nèi)Fe2O3已分解,所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4,其化學反應方程式
     

    (4)[拓展延伸]有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有黑色的FeO粉末,若粉末的顏色
     
    ,就說明包裝盒破損進氣,這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理。

    發(fā)布:2024/10/16 5:0:1組卷:47引用:1難度:0.5
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