题目内容
【题目】在做“铁在氧气里燃烧”实验时,小芳等同学进行了以下探究活动,请你一同参与。
(探究一)探究铁丝燃烧是否需要纯氧
(实验内容)取0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验。
实验现象
O2% | 90% | 70% | 65% | 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,燃烧时间比70%短,实验成功 | 燃烧比65%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,燃烧所需氧气的最低体积分数为 ,且氧气浓度越大,燃烧现象越 。(填“剧烈”或“不剧烈”);
(拓展)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理,请说出理由?
(填 “合理”或 “不合理”),理由: ;
(探究二)探究铁丝燃烧产生火星四射的原因
(实验内容):取纯铁丝和铁丝含碳量分别为0.1%、0.32%、0.52%、0.69%的铁丝 (直径均为0.20mm),分别在氧气中进行实验。
C % | 纯铁丝 | 0.1% | 0.32% | 0.52% | 0.69% |
实验现象 | 无火星四射现象,熔断 | 有短暂火星四射现象,实验欠成功 | 火星四射现象明显,实验成功 | 燃烧比0.32%剧烈,火星四射更明显,实验成功 | 燃烧比0.52%更剧烈,火星四射,实验成功 |
(结论):铁丝燃烧产生火星四射现象和 (填元素符号)有关,就0.20mm铁丝而言,燃烧剧烈程度和其含量的关系为 。
(探究三):探究铁丝的纯度
探究小组取2.10g铁丝在足量的氧气中充分燃烧,产物经过除杂处理后,得到四氧化三铁的质量为2.32g,试通过计算求出铁丝中铁的质量分数。(要求写出计算过程)
【答案】[探究一]: >55% 剧烈 (1)不合理,因为,0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%~59%的范围内燃烧
[探究二]:C 对0.2mm的铁丝而言,含碳量越高,火星四射现象越明显
[探究三]:解:(1)求出四氧化三铁中的铁的质量1.68g…2分(格式不规范,扣1分)
(2)求出铁的质量分数80%…2分 (格式不规范,扣1分)
【解析】
由[探究一]可知,铁丝在55%的O2中不能燃烧,故铁丝燃烧所需氧气浓度最低体积分数要大于55%;且氧气浓度越大,铁丝燃烧的现象就越剧烈。由于 铁丝有可能在氧气浓度为56%~59%的范围内燃烧,故上述结论不合理。
[探究二]对比实验现象可知,铁丝燃烧产生火星四射现象和碳元素有关,对0.2mm的铁丝而言,含碳量越高,火星四射现象越明显。
[探究三]2.32g四氧化三铁中含铁元素的质量为
2.32g×=1.68g
根据质量守恒定律,则说明2.10g铁丝中含铁元素的质量为1.68g,则铁丝中铁的质量分数为
×100%=80%
答:该铁丝中铁的质量分数为80%.