题目内容
15．
做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是他们进行了以下探究活动，请你一同参与【问题】细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”？
【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，期中的炭粒燃烧生成的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．
【设计实验】
为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，该小组同学设计的实验方案是：取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察现象．你认为他们的方案合理（填“合理”或“不合理”）．
【实验探究】
小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕城螺旋状一端系在一根铁丝上，；另一端系上一根火柴．点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙，如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功．该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：
A、铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行
B、点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝的燃烧
C、火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故．瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧．根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：
①用砂纸将铁丝表面的锈除去；②待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中；③将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部，缓缓伸至集气瓶底部．
分析 [设计实验]：根据[查阅资料1]可知铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象，是因为有碳的原因．要证明这一点就要取含碳铁丝与不含碳铁丝进行比较；
[实验探究]：根据该同学分析的实验失败的原因采取对应的改进措施；
解答 解：【设计实验】通过[查阅资料1]知“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”；要验证这一点，可进行对比试验，也就是取含碳铁丝与不含碳铁丝分别在氧气中燃烧，观察现象．故该同学的实验设计是合理的；
【实验探究1】该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：A．铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；B．点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利铁丝燃烧；C．火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故．瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧；针对以上假设，可设计对应的实验加以验证：（1）用砂纸将铁丝表面的锈除去（2）待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中（3）将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部，缓缓伸至集气瓶底部，然后观察现象进行判断；
故答案为：
[设计实验]合理；
[实验探究]（1）用砂纸将铁丝表面的锈除去；（2）待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中；（3）将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部，缓缓伸至集气瓶底部；
点评 本题考查铁丝燃烧实验及铁的化学性质，探究铁的不同氧化物之间的转化关系等知识，以及控制反应条件得到不同产物的方法，认真分析所给的资料，同时结合所学的知识，才能得出正确结论．
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