Question

【题目】在学完氧气的性质后，某校课外小组同学对铁丝在氧气中燃烧的实验进行了更深入的探究。

说明：下述实验中所用的8根铁丝均从1根长铁丝上截取，并且长度相同。

探究1：铁丝燃烧是否需要纯氧？

实验内容：取5根铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验。

实验记录如下：

V（O2）%	实验现象
90%	燃烧剧烈，燃烧时间长，实验成功
70%	燃烧比90%的弱，燃烧时间短，实验成功
65%	燃烧比70%的弱，燃烧时间比70%的短，实验成功
60%	燃烧比65%的弱，燃烧时间更短，实验成功
55%	难以燃烧，只是发红

探究2：铁丝绕成螺旋状的原因是什么？

关于铁丝绕成螺旋状的原因，甲同学认为是为了增大与氧气的接触面积，乙同学认为是聚热效果好，能使未燃的铁丝更好的预热。在老师的指导下，小组同学进行了实验，实验操作及现象如下表所示，实验中3个集气瓶均盛有等量的水和体积分数相同的氧气。

回答下述问题：

（1）铁丝在氧气中燃烧的化学反应方程式为 。

（2）通过探究1实验，丙同学得出结论：铁丝在氧气中燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%，你对他得出的结论的看法是 。

（3）探究2实验中，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中的原因是 。

（4）根据探究2实验，你认为 （填“甲”或“乙”）同学说法合理，其理由是 。

（5）探究1实验用排水法收集氧气时，每瓶都要留存30mL水，以防止熔融物炸裂瓶底。实验中收集体积分数为90%的氧气时，设应向空集气瓶中加入水的体积为x，请列出能求解x的计算式 （空集气瓶容积为310mL，不考虑橡皮塞所占体积）。

Answer 1

【答案】（1）3Fe+2O2Fe3O4（2）他的结论不准确

（3）保证铁丝与氧气的接触面积相同

（4）乙 在探究2实验中，3根铁丝与氧气的接触面积相同，但燃烧的剧烈程度为II>III>I。

（5）（310mL- x）×21% +（x-30mL）==（310 mL -30 mL）×90%

【解析】

试题分析：铁丝在氧气中燃烧的化学反应方程式为3Fe+2O2 Fe3O4；通过探究1实验，丙同学得出结论：铁丝在氧气中燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%，你对他得出的结论的看法是他的结论不准确。因为从实验中只能得出该铁丝在氧气中燃烧所需氧气的最低体积分数应在55%和60%之间。探究2实验中，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中的原因是保证铁丝与氧气的接触面积相同；根据探究2实验，你认为乙同学说法合理，其理由是在探究2实验中，3根铁丝与氧气的接触面积相同，但燃烧的剧烈程度为II>III>I。根据条件可以列出算式：（310mL- x）×21% +（x-30mL）==（310 mL -30 mL）×90% 。