Question

【題目】做完“細鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗后,某興趣小組有一些疑惑,于是進行了以下探究。

（問題1）細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射?

（資料1）鐵制品一般含有少量碳,含碳細鐵絲燃燒時,生成的二氧化碳在熔融態(tài)物質(zhì)中形成氣泡,熔融態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂而引起火星四射的現(xiàn)象。

（設(shè)計實驗）為了驗證產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象與鐵絲中是否含碳有關(guān),請你設(shè)計實驗方案進行驗證:________________

（實驗探究1）小明做“細鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗,卻不見鐵絲燃燒,反復(fù)實驗均未成功。寫出導(dǎo)致小明實驗失敗的兩點可能原因:__________。經(jīng)過改進,該同學完成了該實驗,寫出該反應(yīng)的文字表達式:_________。

（問題2）鐵絲燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中是否還含有鐵?

（資料2）自然界中鐵的氧化物主要有Fe2O3和Fe3O4兩種(Fe2O3為暗紅色,FeO極易被氧化為Fe2O3)。

（實驗探究2）將冷卻后的黑色物質(zhì)碾碎,經(jīng)實驗證明濺落下來的黑色物質(zhì)中含有鐵。

（問題3）鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe2O3呢?

（資料3）①Fe2O3和Fe3O4的分解溫度見下表;②Fe2O3高溫分解成Fe3O4。

（交流討論）根據(jù)實驗現(xiàn)象,并結(jié)合表中數(shù)據(jù),可推知鐵在氧氣中燃燒時產(chǎn)生的高溫在_____之間, 此溫度范圍Fe2O3已分解,故鐵燃燒的產(chǎn)物不是Fe2O3。

（拓展延伸）①Fe2O3高溫分解生成Fe3O4和一種氣體,寫出該反應(yīng)的文字表達式:___________

②一些食品包裝盒內(nèi)放有黑色的氧化亞鐵粉末,若粉末的顏色________,則說明包裝盒漏氣,售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理。

Answer 1

【答案】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 鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進行；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（合理即可） 鐵+氧氣四氧化三鐵 1535℃～1538℃ 三氧化二鐵四氧化三鐵+氧氣 變成暗紅色

【解析】

[設(shè)計實驗]進行對比試驗要確定好常量和變量；

[實驗探究1]鐵在空氣中與水和氧氣反應(yīng)能夠生成鐵銹；火柴燃燒生成水和二氧化碳等物質(zhì)；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；

[理論討論]根據(jù)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)生的高溫范圍；

[拓展延伸]三氧化二鐵在高溫條件下分解生成四氧化三鐵和氧氣；根據(jù)顏色變化可以判斷食品包裝盒是否漏氣。

[設(shè)計實驗]為了探究火星四射現(xiàn)象的原因，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；

[實驗探究1]導(dǎo)致該同學實驗失敗的可能原因是：鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進行，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；鐵在氧氣中燃燒的文字表達式為：鐵+氧氣四氧化三鐵；

[交流討論]鐵應(yīng)該達到熔點后才能夠反應(yīng)，當溫度達到四氧化三鐵的分解溫度時，四氧化三鐵會分解生成其它物質(zhì)，因此鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫在1535℃～1538℃之間，此溫度范圍三氧化二鐵已分解；

[拓展延伸]①三氧化二鐵高溫分解成四氧化三鐵和氧氣，該反應(yīng)的文字表達式為：三氧化二鐵四氧化三鐵+氧氣，

②有些超市的食品包裝盒放有黑色的氧化亞鐵粉末，若粉末的顏色變成暗紅色，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理。