某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,并进行了一些探究活动,请你一同参与。
(1)铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图,图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是_____;集气瓶中先放一些水的作用是_____。
(探究一):铁丝燃烧是否需要纯氧?
(实验内容):取直径为0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示:
O2% | 90% | 70% | 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,燃烧时间更短,实验成功 | 难以燃烧,只是发红 |
(结论1):就0.38mm铁丝而言,铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是_____ (选填“>”“=”或“<”)55%,且氧气浓度越大,燃烧现象越_____。(填“剧烈”或“不剧烈”);
(讨论)如果实验中所用集气瓶的容积为125mL,实验时集气瓶中需留25mL水,如果需收集100mL体积分数为80%的氧气,其操作方法是先在集气瓶中装_____mL水,然后用排水法收集,直到剩下25mL水。(空气中氧气的体积分数计为20%)
(探究二)铁丝燃烧为什么会火星四射?
(资料)生活中常见的铁都不是纯净的铁,都含有一定量的碳
(设计与实验2)小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧,实验现象记录如表,请你分析完成下表:
物质 | 纯铁丝 | 含碳0.05%的铁丝 | 含碳0.2%的铁丝 | 含碳0.6%的铁丝 |
燃烧时的现象 | 无火星四射现象,熔断 | 剧烈燃烧,极少火星 | 剧烈燃烧,少量火星 | _____ |
(结论2)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量_____(选填“有关”或“无关”)。
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
(提出猜想)除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
(完成实验)按下表进测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号 | 实验药品 | 分解温度(℃) |
① | 氯酸钾 | 580 |
② | 氯酸钾、二氧化锰(质量比1∶1) | 350 |
③ | 氯酸钾、氧化铜(质量比l∶1) | 370 |
④ | 氯酸钾、氧化铁(质量比1∶1) | 390 |
(分析数据、得出结论)(1)由实验__________与实验④对比,证明猜想合理。
(2)实验所用的三种物质,催化效果最好的是_______;
(反思)(1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后___________不变;
(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证________;
(3)同种催化剂,还有_________因素可能影响催化效果。(提示:观察上表)
(4)写出实验编号③反应的表达式___________。
填表
金刚石 | 石墨 | C60 | ||
外观 | 颜色 | _____ | _____ | _____ |
形状 | _____ | _____ | _____ | |
光泽 | _____ | _____ | _____ | |
物理性质 | _____ | _____ | _____ | |
用途 | _____ | _____ | _____ |