1.

附中某化学兴趣小组对“铁丝在氧气中燃烧”实验中影响铁丝燃烧剧烈程度的因素进行了探究。

【查阅资料】

Ⅰ.日常生活中的铁制品都含有少量杂质碳;

Ⅱ.含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒反应生成的二氧化碳气体在熔融物质中形成气泡,熔融物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。

【猜想与假设】

猜想①:氧气浓度越高,铁丝燃烧越剧烈;

猜想②:铁丝与氧气的接触面积越大,铁丝燃烧越剧烈;

猜想③:铁丝中的含碳量越低,铁丝燃烧越剧烈。

【进行实验】

实验一:取三根材质、长短、直径相同的铁丝,分别在不同体积分数的氧气中实验。实验现象如表1所示。

表1铁丝在不同浓度氧气中燃烧

体积分数

90%

70%

60%

55%

实验现象

燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好

燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功

燃烧比70%弱,燃烧时间更短,实验成功

难以燃烧,只是发红

(1)该直径铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是________(填“>”、“<”或“=”)55%,且氧气浓度越________,燃烧现象越剧烈,证明猜想①正确。

实验二:另取3根材质、长短、直径都相同的铁丝,将一根拉直,另两根绕成宽窄不同的螺旋状,进行如下图所示实验。

(2)铁丝均能燃烧,剧烈程度不同。________(填编号,下同)最剧烈,________最不剧烈,由此证明猜想②正确。

实验三:再取材质、长短、直径都相同,但含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。实验现象如表2所示。

表2不同含碳量的铁丝燃烧

含碳量不同的铁丝

纯铁丝

含碳0.05%的铁丝

含碳0.2%的铁丝

含碳0.6%的铁丝

燃烧时的现象

无火星四射,熔断

剧烈燃烧,极少火星

剧烈燃烧,少量火星

______

(3)表中含碳0.6%的铁丝燃烧现象是________。

(4)铁丝在氧气中燃烧的文字(或符号)表达式为________。

(5)铁丝中含碳量越高,燃烧的现象越________,证明猜想③错误。

【反思与评价】

(6)如图是小组同学进行实验时铁丝末端系火柴的几种方式,其中更能提高实验成功率的方式是______(填序号)。

A. B. C. 
【考点】
氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象;
【答案】

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2. 某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,并进行了一些探究活动。

   

(1) 【实验回顾】铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图,实验前要将铁丝打磨,原因是;图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是;铁丝应由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中,原因是。集气瓶中先放一些水的作用是。铁丝燃烧的符号表达式为
(2) 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧?

【设计实验1】取直径为0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示:

O2体积分数

90%

70%

60%

55%

实验现象

燃烧剧烈、燃烧时

间长,效果好

燃烧比90%弱,燃烧

时间短,实验成功

燃烧比70%弱,燃烧

时间更短,实验成功

难以燃烧,

只是发红

【结论】就0.38mm铁丝而言,铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是(“>”“=”或“<”)55%,且氧气浓度越大,燃烧现象越(填“剧烈”或“不剧烈”)。

(3) 【探究二】兴趣小组同学又产生新的猜想,铁丝燃烧,是否和铁本身的颗粒大小有关?

【设计实验2】他们用还原铁粉、纳米铁粉在空气中进行实验,实验操作及现象如表:

还原铁粉

纳米铁粉

粒径大小(nm)

1000

20-200

实验操作和现象

直接洒在燃着的酒精

灯外焰上,有火星

直接从密封容器中洒落

在石棉网上,有火星

由此实验你能得出的结论是:

(4) 【探究三】铁丝燃烧为什么会火星四射?

【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁,都含有一定量的碳

【设计实验3】小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧,实验现象记录如表,请你分析完成下表:

物质

纯铁丝

含碳0.05%的铁丝

含碳0.2%的铁丝

含碳0.6%的铁丝

燃烧时的现象

剧烈燃烧,

无火星

剧烈燃烧,

极少火星

剧烈燃烧,

少量火星

剧烈燃烧,

大量火星

【结论】通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量(填“有关”或“无关”)。

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