题目内容
【题目】某班同学分别用向上排气法(瓶中加2mL水,标为甲)和排水法(瓶里留有2mL水,标为乙)各收集一瓶氧气,然后进行铁丝燃烧的实验,发现:铁丝在甲瓶中不能燃烧,在乙瓶中火星四射。
【提出问题】铁丝燃烧与___________________有关。
【查阅资料】氮气性质稳定,在加热条件下不与铁、碳、氧气等物质反应。
【讨论方案】如果选用如图16所示的仪器收集氧气,仪器接口的连接顺序是_________填“a”“b”或“c”)。
【进行实验】取5根相同的铁丝(直径0.6mm),卷成相同的螺旋状后,分别在体积分数不同的集气瓶中进行实验,如下图所示。实验记录如下:
实验次数 | 氧气的体积分数% | 实验现象 |
第一次 | 90% | 燃烧剧烈,火星四射,燃烧时间长,实验成功 |
第二次 | 80% | 燃烧现象与90%的相比没有明显差异,实验成功 |
第三次 | 70% | 燃烧比80%的弱,燃烧时间比80%的短,实验成功 |
第四次 | 60% | 燃烧比70%的弱,燃烧时间更短,实验成功 |
第五次 | 50% | 铁丝没有燃烧 |
(1)铁丝燃烧的化学方程式为_____________________________________。
(2)通过这组探究实验,可得出的结论是______________________________________。
(3)要研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响,下列实验能达到目的的是_______________
A.在同一瓶氧气中,先后进行不同粗、细铁丝的燃烧实验
B.在两瓶不同浓度的氧气中,分别同时进行粗、细铁丝的燃烧实验
C.在两瓶相同浓度的氧气中,分别进行粗、细铁丝的燃烧实验
【反思与评价】
(1)对氧气纯度要求较高的实验应采用______________方法收集氧气。
(2)在以上的实验中,某同学将集气瓶中装入一半的水,塞紧瓶塞,再通过排水法收集氧气,当把水排净时,收集到的氧气的体积分数约为(______)
A. 50% B.60% C.70% D.80%
【答案】 氧气浓度 b a c 3Fe+ 2O2Fe3O4 在O2浓度大于50%时,O2浓度越大,燃烧越剧烈,这种铁丝在O2浓度低于50%时不燃烧 C 排水法 B
【解析】(1)排水法收集氧气较纯,而排空气法收集气体不纯,铁丝在甲瓶中不能燃烧,在乙瓶中火星四射,说明铁丝燃烧与氧气浓度有关;(2)氧气的密度比水的小,所以应从短管进人集气瓶,排出的水进入量筒内,所以连接顺序是:b a c;(3)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应方程式为:3Fe+ 2O2 Fe3O4;(4).由题中信息可知, 在O2浓度大于50%时,O2浓度越大,燃烧越剧烈,这种铁丝在O2浓度低于50%时不燃烧; (5).根据控制变量原则,要研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响,对照试验中只能是铁丝的粗细不同,其它影响因素都应相同。 A.在同一瓶氧气中,先后进行不同粗、细铁丝的燃烧实验,,先燃烧时氧气浓度高,后燃烧时由于氧气已经被消耗,氧气的浓度变低,不合理;B.在两瓶不同浓度的氧气中,分别同时进行粗、细铁丝的燃烧实验,不合理;C.在两瓶相同浓度的氧气中,分别进行粗、细铁丝的燃烧实验 ,合理;(6). 排水法收集气体纯度较高; (7) 设瓶的容积为100ml,某同学将集气瓶中装入一半的水,即瓶内有50ml空气,塞紧瓶塞,再通过排水法收集氧气,当把水排净时,收集到的氧气的体积分数约为(50ml× +50ml)÷100ml×100%=60%。故选B。