Question

【題目】（7分）課外小組同學進一步研究鐵與氧氣的反應。

【提出問題】鐵絲燃燒時為什么會有“火星四射”的現象？

【查閱資料】鐵絲燃燒時“火星四射”現象與鐵絲含碳量有關。

【進行實驗】探究鐵絲在氧氣燃燒時“火星四射”的現象與其含碳量的關系。

實驗	現象	解釋與結論
實驗1：取直徑0．20 mm，含碳0．1%的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星四射	①鐵燃燒的化學方程式是 ________________________ ②0．20 mm的鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關系為________________________
實驗2：取直徑0．20 mm，含碳0．32%的鐵絲，在氧氣中燃燒	較明顯的火星四射
實驗3：取直徑0．20 mm，含碳0．52%的鐵絲，在氧氣中燃燒	________________________

【提出問題】純鐵在氧氣中燃燒濺落的“黑色固體”是什么？

【查閱資料】

①自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種（FeO易被氧化）

②鐵的氧化物均能溶于酸溶液

【進行實驗】測定黑色固體的成分。

實驗	現象及數據	解釋與結論
實驗4：將冷卻后的黑色固體碾碎，裝入試管，加入____________溶液	現象是______________________	鐵燃燒時濺落下來的黑色固體中含有鐵
實驗5：取2．8 g純鐵在氧氣中燃燒，收集濺落的黑色固體，干燥并稱其質量	黑色固體質量為3．44 g	黑色固體的組成及質量為 ______________________

【實驗拓展】

同學們認為鐵絲燃燒的現象還與氧氣的濃度有關，所以想收集不同濃度的氧氣進行相關實驗。若用排水集氣法收集一瓶體積分數約為80%的氧氣，預先應向容積為360 mL的集氣瓶中加水，水的體積為______mL。

Answer 1

【答案】實驗3： ① 3Fe＋2O2 點燃 Fe3O4 明顯的火星四射 ②含碳量越高，火星四射的現象越明顯

實驗4：稀鹽酸 有氣泡產生 實驗5：鐵 1．12 g Fe3O4 2．32 g 【實驗反思】72

【解析】

試題分析：鐵絲在氧氣好燃燒生成四氧化三鐵，同時火星四射，放出大量的熱生成一種黑色固體物質，燃燒的劇烈程度與碳粉的量的高低有關；四氧化三鐵可以和酸反應生成鹽和水。設有X克鐵反應，則剩余的鐵的質量為2．8克-X， 則四氧化三鐵的質量為3．44克-（2．8克-X）=X+0．64克，則 X=( X+0．64克)×168／232×100% X=1．68克 剩余鐵的質量為1．12克。生成四氧化三鐵的質量為2．32克。360 mL×20%=72 mL