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(xué)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 合理合理(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(fù)實驗均未成功。
該同學(xué)認為可能導(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)作出的實驗改進為 將砂紙將鐵絲表面的銹除去將砂紙將鐵絲表面的銹除去;
針對假設(shè)B應(yīng)作出的實驗改進為 待火柴快燃盡時,將鐵絲伸入集氣瓶待火柴快燃盡時,將鐵絲伸入集氣瓶;
針對假設(shè)C應(yīng)作出的實驗改進為 將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入。
(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 | 鐵 | |
分解溫度℃ | 1538 | 1400 | — |
熔點/℃ | — | — | 1535 |
1535℃~1538℃
1535℃~1538℃
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 3Fe+2O2 Fe3O4
點燃
3Fe+2O2 Fe3O4
。點燃
(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
由黑變紅
由黑變紅
,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。【考點】探究氧氣的性質(zhì).
【答案】合理;將砂紙將鐵絲表面的銹除去;待火柴快燃盡時,將鐵絲伸入集氣瓶;將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入;1535℃~1538℃;3Fe+2O2 Fe3O4;由黑變紅
點燃
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/16 5:0:1組卷:49引用:1難度:0.5
相似題
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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:
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
(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
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
(2)就0.38mm鐵絲而言,燃燒所需氧氣的最低體積分數(shù)為
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 發(fā)布:2024/10/13 12:0:2組卷:42引用:2難度:0.5 -
3.某同學(xué)為了探究物質(zhì)的性質(zhì),以氧氣為例,做了如圖所示實驗:先用甲圖制備了三瓶氧氣,采用向上排空氣法收集后正放在桌面上;再用乙圖探究氧氣的性質(zhì)。A中放入一只昆蟲,B中放入帶火星的木條,C中加入硫粉。請回答下列問題:
(1)寫出圖中標示儀器的名稱:③
(2)采用向上排空氣法收集,說明氧氣的性質(zhì)是
(3)觀察實驗現(xiàn)象,A中的甲殼蟲短時間內(nèi)能正常生活,說明氧氣有發(fā)布:2024/10/12 15:0:1組卷:20引用:1難度:0.7
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