Question

（10分）在做“铁在氧气里燃烧”实验时，小芳等同学进行了以下探究活动，请你一同参与。

【探究一】探究铁丝燃烧是否需要纯氧

【实验内容】取0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90％、70％、65％、60％、55％的氧气中进行实验。

实验现象

O2％	90％	70％	65％	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，燃烧时间比70％短，实验成功	燃烧比65％弱，燃烧时间更短，实验成功	难以燃烧，只是发红

【结论】就0.38mm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，燃烧现象越             。（填“剧烈”或“不剧烈”）；

【拓展】上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理，请说出理由？

                (填 “合理”或 “不合理”),理由:                              ；

【探究二】探究铁丝燃烧产生火星四射的原因

【实验内容】：取纯铁丝和铁丝含碳量分别为0.1％、0.32％、0.52％、0.69％的铁丝 (直径均为0.20mm)，分别在氧气中进行实验。

C ％	纯铁丝	0.1％	0.32％	0.52％	0.69％
实验现象	无火星四射现象，熔断	有短暂火星四射现象，实验欠成功	火星四射现象明显，实验成功	燃烧比0.32％剧烈，火星四射更明显，实验成功	燃烧比0.52％更剧烈，火星四射，实验成功

【结论】：铁丝燃烧产生火星四射现象和       （填元素符号）有关，就0.20mm铁丝而言，燃烧剧烈程度和其含量的关系为                                        。

【探究三】：探究铁丝的纯度

探究小组取2.10g 铁丝在足量的氧气中充分燃烧，产物经过除杂处理后,得到四氧化三铁的质量为2.32g，试通过计算求出铁丝中铁的质量分数。(要求写出计算过程)（4分）

 

Answer 1

【答案】

[探究一]：    ＞55％   剧烈   （1）不合理，因为，0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56％~59％的范围内燃烧   

[探究二]：C    对0.2mm的铁丝而言，含碳量越高，火星四射现象越明显

[探究三]：解：(1)求出四氧化三铁中的铁的质量1.68g…2分(格式不规范,扣1分)

                (2)求出铁的质量分数80%…2分 (格式不规范,扣1分)

【解析】由[探究一]可知，铁丝在55%的O₂中不能燃烧，故铁丝燃烧所需氧气浓度最低体积分数要大于55%；且氧气浓度越大，铁丝燃烧的现象就越剧烈。由于 铁丝有可能在氧气浓度为56％~59％的范围内燃烧，故上述结论不合理。

[探究二]对比实验现象可知，铁丝燃烧产生火星四射现象和碳元素有关，对0.2mm的铁丝而言，含碳量越高，火星四射现象越明显。

[探究三]2.32g四氧化三铁中含铁元素的质量为

2.32g×=1.68g

根据质量守恒定律，则说明2.10g铁丝中含铁元素的质量为1.68g,则铁丝中铁的质量分数为

×100%=80%

答：该铁丝中铁的质量分数为80%.