Question

12．课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应．
【提出问题】铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？
【查阅资料】铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关．
【进行实验】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	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	零星的火星四射	①铁燃烧的文字表达式是铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁 ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为含碳量越高，火星四射的现象越明显
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
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	明显的火星四射

【实验拓展】
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．若用排水集气法收集一瓶体积分数约为80%的氧气，预先应向容积为360mL的集气瓶中加水，水的体积约为270mL．

Answer 1

分析 【进行实验】根据铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，以及铁在氧气燃烧的现象和控制变量法进行分析；
【进行实验】根据铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，然后结合题中的数据进行解答；
【实验拓展】根据空气中也含有氧气，氧气约占空气总体积的五分之一，氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积；然后根据氧气的体积分数约为80%，列等式进行计算．

解答 解：【进行实验】铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，铁在氧气燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，通过对比可知铁丝含碳越高，火星越多，铁丝在氧气中燃烧产生火星四射现象与含碳量有关，故填：

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	零星的火星四射	①铁燃烧的文字表达式是 铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁 ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为 含碳量越高，火星四射的现象越明显
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
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	明显的火星四射

【实验拓展】
设水的体积为x
$\frac{x+（360mL-x）×\frac{1}{5}}{360mL}×100%=80%$，x=270mL，故填：270．

点评 本题应考虑氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积，才能表示氧气的浓度80%．