【题目】某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”的实验时,进行了一系列探究活动,请你一同参与。
(探究一)铁丝燃烧是否需要纯氧
(实验内容)取长短相同,直径均为0. 38 mm的铁丝,分别在体积分数为90%,70%,60%,55%的O2中实验。
(实验现象)
氧气含量 | 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 |
(1)铁丝在氧气中燃烧的表达式为:_________________________________
(2)实验中所用的不同体积分数的氧气可用____________收集(填“向上排空气法”或“排水法”)。
(3)若用如图装置收集一瓶(150 mL)含氧气的体积分数约为60%的气体,方法是在150 mL集气瓶里装满水,塞紧橡胶塞并关闭活塞b,打开活塞a通入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a,然后打开活塞b通入空气,把瓶里的水全部排入量筒,则停止通入氧气时量筒内水的体积约为__________(提示:空气中氧气的体积分数约为)。
A25 mL B40 mL C60 mL D75 mL
(结论)就0. 38 mm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,燃烧越_________(填“剧烈”或“不剧烈”)。
(拓展)小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理,理由是_________________。
(探究二)铁丝燃烧产生火星四射的原因
(查阅资料)
①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质;
②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
(实验内容)取长短相同、直径均为0. 20 mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。
(1)小明按上图实验时,集气瓶中放水的目的是__________________。
(2)下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。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 | __________________ |
(3)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和______________(填元素符号)有关