鐵絲在氧氣中燃燒實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)過程的一個重要實驗。
1.該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 3Fe+2O2 點燃 Fe3O43Fe+2O2 點燃 Fe3O4。
2.在實驗中，有部分同學(xué)未能觀察到“火星四射”的現(xiàn)象，興趣小組進(jìn)行了分析猜想：
【實驗猜想】
a：沒有把握好“火柴即將燃盡”伸入的時機(jī)，火柴已經(jīng)熄滅或伸入過早消耗了大量氧氣；
b：火柴梗式引燃方式成功率低（合理即可）火柴梗式引燃方式成功率低（合理即可）。
根據(jù)以上猜想，提高實驗成功率，化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下探究實驗。
【實驗步驟】
Ⅰ.排水法收集125mL或250mL氧氣；
Ⅱ.先將細(xì)鐵絲繞成螺旋狀（一般用玻璃棒將細(xì)鐵絲纏繞成螺旋狀）；
Ⅲ.火柴梗式燃燒，在鐵絲末端系火柴梗，另一端用坩堝鉗夾持住鐵絲，在酒精燈上引燃，待“火柴梗即將燃盡時”，將鐵絲由上而下緩慢伸入集滿氧氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象；
Ⅳ.無水酒精式燃燒，將鐵絲螺旋狀的一端少許浸沒在小燒杯中的無水酒精內(nèi)。（浸沒部分不宜超過螺旋狀，避免因酒精燃燒消耗過多氧氣。）將浸過酒精的細(xì)鐵絲在酒精燈上直接引燃，立刻將鐵絲由上而下慢慢伸入集滿氧氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。
【實驗數(shù)據(jù)】抽取某校初三學(xué)生共計100人進(jìn)行分組驗證性實驗，觀察到“火星四射”的現(xiàn)象的成功率如下表：
點燃
點燃
| 序號 | 氧氣體積 | 引燃的方式 | 燃燒的成功率 |
| ① | 125mL氧氣 | 火柴梗式 | 56.3% |
| ② | 250mL氧氣 | 火柴梗式 | 76.6% |
| ③ | 125mL氧氣 | 無水酒精式 | 90.6% |
| ④ |
250 250 mL氧氣 |
無水酒精式 | 93.8% |
250
250
mL。【實驗結(jié)論】
（1）在其他條件相同的情況下，鐵絲在250mL的氧氣比125mL的氧氣燃燒成功率更高。
（2）
在其他條件相同的情況下，無水酒精式引燃的方式，鐵絲燃燒的成功率更高
在其他條件相同的情況下，無水酒精式引燃的方式，鐵絲燃燒的成功率更高
。（3）為提高鐵絲燃燒的成功率，應(yīng)選擇
250
250
mL氧氣和 無水酒精式
無水酒精式
的引燃方式。【答案】3Fe+2O2 Fe3O4；火柴梗式引燃方式成功率低（合理即可）；250；250；在其他條件相同的情況下，無水酒精式引燃的方式，鐵絲燃燒的成功率更高；250；無水酒精式
點燃
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：58引用：2難度：0.5
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1．小明對鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射進(jìn)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：
（1）表中“A”處內(nèi)容應(yīng)為物質(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 。
（2）鎂條燃燒的化學(xué)式表達(dá)式為。
（3）通過以上探究，你認(rèn)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(xué)式表達(dá)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(xué)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(jìn)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(yīng)
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(xué)興趣小組在做“鐵絲在氧氣里燃燒”實驗時，進(jìn)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?jǐn)?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】
【結(jié)論】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
（2）就0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分?jǐn)?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
（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(jìn)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：
通過以上實驗，說明鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象和物質(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 （填元素符號）有關(guān)。發(fā)布：2024/10/13 12:0:2組卷：42引用：2難度：0.5 -
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(jìn)行了以下探究活動，請你一同參與。
【問題】細(xì)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(xì)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(xì)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(xué)設(shè)計的實驗方案是：取長短粗細(xì)相同的含碳細(xì)鐵絲和不含碳的細(xì)鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀察現(xiàn)象。你認(rèn)為他們的方案（填“合理”或“不合理”）。
（2）（實驗探究）小明做細(xì)鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時，他把細(xì)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(fù)實驗均未成功。
該同學(xué)認(rèn)為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種：
A．鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進(jìn)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(yīng)作出的實驗改進(jìn)為；
針對假設(shè)B應(yīng)作出的實驗改進(jìn)為；
針對假設(shè)C應(yīng)作出的實驗改進(jìn)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
（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(yīng)在Fe3O4 Fe2O3 鐵 分解溫度℃ 1538 1400 — 熔點/℃ — — 1535 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(xué)反應(yīng)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(jìn)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：50引用：1難度：0.5
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