某化學興趣小組進行“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗,并進行了一些探究活動。
【實驗回顧】鐵絲在氧氣中燃燒實驗的示意圖如圖,實驗前要將鐵絲打磨,原因是
除去鐵絲表面的氧化物
除去鐵絲表面的氧化物
;圖中螺旋狀鐵絲的末端系一根火柴的作用是
引燃的作用
引燃的作用
;鐵絲應由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中,原因是
使鐵絲與充分反應
使鐵絲與充分反應
。集氣瓶中先放一些水的作用是
防止高溫熔融物炸裂集氣瓶
防止高溫熔融物炸裂集氣瓶
。鐵絲燃燒的符號表達式為
。
【探究一】鐵絲燃燒是否需要純氧?
【設計實驗1】取直徑為0.38mm的鐵絲,分別在體積分數為90%、70%、60%、55%的氧氣中實驗。實驗現象如表所示:
O2體積分數 |
90% |
70% |
60% |
55% |
實驗現象 |
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 |
【結論】就0.38mm鐵絲而言,鐵絲燃燒對氧氣體積分數的要求是
>
>
(“>”“=”或“<”)55%,且氧氣濃度越大,燃燒現象越
越劇烈
越劇烈
(填“劇烈”或“不劇烈”)。
【探究二】興趣小組同學又產生新的猜想,鐵絲燃燒,是否和鐵本身的顆粒大小有關?
【設計實驗2】他們用還原鐵粉、納米鐵粉在空氣中進行實驗,實驗操作及現象如表:
|
還原鐵粉 |
納米鐵粉 |
粒徑大?。╪m) |
1000 |
20-200 |
實驗操作和現象 |
直接灑在燃著的酒精燈外焰上,有火星 |
直接從密封容器中灑落在石棉網上,有火星 |
由此實驗你能得出的結論是:
鐵粉顆粒越小越易燃燒
鐵粉顆粒越小越易燃燒
。
【探究三】鐵絲燃燒為什么會火星四射?
【資料】生活中常見的鐵都不是純凈的鐵,都含有一定量的碳
【設計實驗3】小明將直徑都為0.38mm的純鐵絲和不同含碳量的鐵絲放入氧氣中燃燒,實驗現象記錄如表,請你分析完成下表:
物質 |
純鐵絲 |
含碳0.05%的鐵絲 |
含碳0.2%的鐵絲 |
含碳0.6%的鐵絲 |
燃燒時的現象 |
劇烈燃燒,無火星 |
劇烈燃燒,極少火星 |
劇烈燃燒,少量火星 |
劇烈燃燒,大量火星 |
【結論】通過以上實驗,說明鐵絲燃燒產生火星四射現象和含碳量
有關
有關
(填“有關”或“無關”)。