Question

17．同学们围绕“铁在氧气里燃烧”的实验展开以下探究活动．
活动一：探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系
【实验探究】

实验操作	实验现象	解释与结论
实验1：取直径0.20mm，含碳0.1%的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星	①铁燃烧的化学方程式是3Fe+2O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4 ②铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为含碳量越高，火星越明显
实验2：取直径0.20mm ，含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射

【拓展延伸】
同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验，若用排水法收集一瓶体积分数为90%的氧气，预先应向容积为400mL的集气瓶中加水，水的体积约为350mL．
活动二：探究铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否有铁单质
【查阅资料】
①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
②铁的氧化物均能溶于酸．
【实验探究】

实验操作	实验现象	解释与结论
将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入稀盐酸	有气泡产生	铁燃烧时溅落下来的黑色固体中含有铁单质

【拓展延伸】
已知：高温条件下铁和水能反应生成四氧化三铁和氢气，则该反应的化学方程式为3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．由此可知探究活动二中为了防止集气瓶炸裂，应采取的措施是在集气瓶底部铺一层细沙．

Answer 1

分析 根据已有的铁丝燃烧的现象结合铁的性质进行分析解答，铁能与氧气反应生成四氧化三铁，铁能与盐酸反应生成氢气，根据反应物和生成物书写反应的化学方程式，据此解答．

解答 解：活动一：设计实验要注意控制变量，保证铁丝的直径相同；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，根据表格提供的数字可以看出，铁丝中的含碳量越高，火星越明显，故填：0.20，3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄，含碳量越高，火星越明显；
拓展延伸：用排水法收集一瓶体积分数为90%的氧气，预先应向容积为400mL的集气瓶中加水，则气体的总体积为400mL，其中氧气的体积为：400mL×90%=360mL，设水的体积为x，则有（400mL-x）×$\frac{1}{5}$+x=360mL，x=350mL，故填：350；
活动二：铁能与盐酸反应生成氢气，故要证明含有铁，可以加入稀盐酸，观察到有气泡产生，证明含有铁，故填：

实验操作	实验现象	解释与结论
将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入稀盐酸	有气泡产生	铁燃烧时溅落下来的黑色固体中含有铁单质

拓展延伸：高温条件下铁和水能反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为 3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．为了防止集气瓶炸裂，应采取的措施是在集气瓶底部铺一层细沙．故填：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，在集气瓶底部铺一层细沙．

点评 本题考查的是氧气性质的实验探究以及金属铁与氧气的反应的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．