Question

6．在复习铁的化学性质时，某小组同学再一次对铁丝在氧气中燃烧实验的影响因素进行了更深入的探究．
【提出问题】：铁丝燃烧与氧气浓度有关．
【查阅资料】1、氮气性质稳定，在加热条件下不与铁、碳、氧气等物质反应．
2、普通铁丝的含碳量在0.6%左右，熟铁丝的含碳量在0.2%以下．
【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氧气中用如图装置进行实验（其余为氮气）．
实验记录如表：

	V（O2）%	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）第一次实验中发生反应的化学方程式为3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）通过这组探究实验，小刚同学得出结论：这种直径为0.6mm的铁丝在氧气浓度低于50%时不燃烧（氧气浓度高于60%时可以燃烧）．
【提出问题】：铁丝燃烧与氧气的接触面积有关．
【进行实验】：取多束相同的细生铁丝（直径0.2mm），每束长度和重量均与上组实验一致，重复第一组实验．发现前五次实验中铁丝均剧烈燃烧，补充第六、七次实验如表：

	V（O2）%	实验现象
…	…	…
第五次	50%	火星四射，燃烧现象与60%的相比没有明显差异，实验成功
第六次	40%	火星四射，燃烧比50%的弱，燃烧时间短，实验成功
第七次	30%	铁丝没有燃烧

（3）通过第二组探究，小刚同学得出结论：在控制氧气浓度（或每束铁丝长度、重量）条件下，铁丝表面积越大就能在更低浓度的氧气中燃烧．
【反思与评价】
（4）小明同学推测如果将铁丝换成铁粉，有可能在更低浓度的氧气中燃烧．他准备选择铁粉和浓度为BC的氧气进行对比实验．
A.40%                 B.30%                 C.20%
（5）在第二组探究实验过程中，小红同学使用了更加柔软的0.2mm熟铁丝，结果发现实验中观察不到火星四射现象，由此她认为实验中火星四射的原因是铁丝中含碳量高．

Answer 1

分析 【提出问题】根据实验探究的目的来分析；
（1）根据铁丝在氧气中燃烧的原理来分析；
（2）分析表格内的氧气浓度与实验现象的关系；
（3）根据控制变量的试验方法进行分析；
（4）根据表格数据可知，氧气浓度低于40%后铁丝不燃烧来分析；
（5）通过对比可知铁丝含碳越高，火星越多，所以铁丝在氧气中燃烧产生火星四射现象与含碳量有关．

解答 解：【提出问题】由实验探究的目的可知，提出的问题为：铁丝燃烧与氧气的浓度有关；故填：氧气浓度；
（1）铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁；故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）由表格数据即实验现象可知，当氧气的浓度低于50%时，铁丝不燃烧；故填：这种直径为0.6mm的铁丝在氧气浓度低于50%时不燃烧（氧气浓度高于60%时可以燃烧）；
（3）通过第二组探究，小刚同学得出结论：在控制氧气浓度（或每束铁丝长度、重量）条件下，铁丝表面积越大就能在更低浓度的氧气中燃烧．故填：氧气浓度（或每束铁丝长度、重量）；
【反思与评价】
（4）铁丝在氧气浓度低于40%后不能燃烧，若要探究铁粉是否能在更低浓度的氧气中燃烧，可选择扬琴冰毒低于40%的，故填：BC；
（5）由以上探究可知：铁丝在氧气中燃烧产生火星的多少与含碳量有关，所以铁丝在氧气中燃烧产生火星四射现象的原因可能是铁丝中含碳量有关；故填：铁丝中含碳量高．

点评 本题通过对比实验探究考查铁丝燃烧的现象和反应的化学方程式，同时要求能从探究中学会对比分析．