题目内容

14．做完“铁在氧气里燃烧”的实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是进行了以下探究：
【问题一】细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射？
【查阅资料1】铁制品一般含有少量碳，含碳细铁丝燃烧时，炭粒生成的二氧化碳在熔融态物质中形成气泡，熔融态物质因气泡炸裂引起火星四射现象．
【设计实验】为了探究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．
【实验探究1】小明按如图所示装置做细铁丝在氧气中燃烧的实验．
但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功．写出导致该同学实验失败的可能原因（两个 ）：铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行、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
经过改进，该同学完成了该实验，写出反应的文字表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
【问题2】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁？
【查阅资料2】自然界中铁的氧化物主要有三氧化二铁和四氧化三铁两种（三氧化二铁为暗红色，氧化亚铁极易被氧化为三氧化二铁）．
【实验探究2】将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入足量稀盐酸，产生气泡，说明溅落下来的黑色物质中还有铁．
【问题3】铁燃烧的产物为什么不是三氧化二铁呢？
【查阅资料3】①三氧化二铁和四氧化三铁的分解温度见下表；②三氧化二铁高温分解成四氧化三铁
四氧化三铁三氧化二铁铁
分解温度/℃15381400---
溶点/℃------1535
【理论讨论】根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温在1535℃～1538℃之间，此温度范围三氧化二铁已分解．
【拓展延伸】①三氧化二铁高温分解成四氧化三铁和一种气体，写出该反应的文字表达式三氧化二铁$\stackrel{高温}{→}$四氧化三铁+氧气；
②有些超市的食品包装盒放有黑色的氧化亚铁粉末，若粉末的颜色变成暗红色，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理．

分析 【设计实验】
进行对比试验要确定好常量和变量；
【实验探究1】
铁在空气中与水和氧气反应能够生成铁锈；
火柴燃烧生成水和二氧化碳等物质；
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；
【实验探究2】
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
铁的氧化物和稀盐酸反应生成盐和水；
【理论讨论】
根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温范围；
【拓展延伸】
三氧化二铁在高温条件下分解生成四氧化三铁和氧气；
根据颜色变化可以判断食品包装盒是否漏气．

解答 解：【设计实验】
为了探究火星四射现象的原因，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．
故填：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．
【实验探究1】
导致该同学实验失败的可能原因是：铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行，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；
铁在氧气中燃烧的文字表达式为：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
故填：铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；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；铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
【实验探究2】
将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入足量稀盐酸，产生气泡，说明溅落下来的黑色物质中还有铁．
故填：装入试管，加入足量稀盐酸，产生气泡．
【理论讨论】
铁应该达到熔点后才能够反应，当温度达到四氧化三铁的分解温度时，四氧化三铁会分解生成其它物质，因此铁在氧气里燃烧时产生的高温在1535℃～1538℃之间，此温度范围三氧化二铁已分解．
故填：1535℃～1538℃．
【拓展延伸】
①三氧化二铁高温分解成四氧化三铁和氧气，该反应的文字表达式为：三氧化二铁$\stackrel{高温}{→}$四氧化三铁+氧气．
故填：三氧化二铁$\stackrel{高温}{→}$四氧化三铁+氧气．
②有些超市的食品包装盒放有黑色的氧化亚铁粉末，若粉末的颜色变成暗红色，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理．
故填：变成暗红色．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
5．如图所示有三杯接近饱和的溶液，分别使它们都变成饱和溶液，可采用的方法是（　　）
A．都可采取升温的方法B．都可采取降温的方法
C．都可采取加原溶质的方法D．都可采取加水的方法
5．实验小组在研究酸和碱的化学性质时，对稀硫酸与NaOH溶液的反应展开探究，请完成他们的探究记录．
【提出问题】稀硫酸与NaOH溶液混合后是否发生了化学反应？
【查阅资料】①稀硫酸与NaOH溶液混合后，虽然没有明显现象，但确实发生了化学反应，如图是反应的微观示意图，从该图可以看出，稀硫酸与NaOH溶液反应的本质是氢离子与氢氧根离子结合成水分子；
②NaOH溶液能与硫酸铜溶液反应，化学反应方程式为：2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；
【实验器材】NaOH溶液、稀硫酸、酚酞试液、pH试纸、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、试管、镊子、玻璃片等．
【实验探究】实验小组设计了三个方案进行实验．
实验操作实验现象或数据实验结论
方案1取少量NaOH溶液于试管中，测定其pH，将一定量的稀硫酸倾倒入该溶液中，混合均匀后测定其pHNaOH溶液的pH＞7，混合均匀后溶液的pH＜7稀硫酸与NaOH溶液混合后发生了化学反应，
且方案1中稀硫酸过量
方案2取少量NaOH溶液倒入烧杯中，滴入几滴酚酞试液，再用滴管逐滴滴入稀硫酸，并用玻璃棒不断搅拌溶液由红色变为无色
方案3取少量稀硫酸于试管中，倒入少量硫酸铜溶液，再用滴管逐滴滴入NaOH溶液，边滴边振荡开始无明显现象，滴入一定量NaOH溶液后有蓝色沉淀产生
【反思交流】（1）实验过程中需要多次测定溶液的pH，所以每使用玻璃棒蘸取溶液前，必须进行洗净并擦干的预处理；
（2）由方案2和方案3可知，对于许多没有明显现象的化学反应，可通过滴加其他试剂，使其产生明显现象的方法以证明反应确实发生了．
2．观察下列实验基本操作，按要求回答问题：
（1）操作1中滴加液体的正确方法是滴管置于试管口正上方滴加；
（2）指出操作2中的错误没有用药匙或纸槽取用固体药品；
（3）操作3中的错误后果是失火引发意外；
（4）指出操作4中错误瓶塞没有倒放．
9．下面的实验操作示意图，其中正确的是（　　）
A．
取用锌粒		B．
过滤泥水		C．
加热铜片		D．
检验氧气
19．在“氧气、氮气、稀有气体、二氧化硫、五氧化二磷”中选择适当的物质填空：
（1）常充在食品包装袋里以防腐的是氮气；
（2）用于炼钢的气体是氧气；
（3）可制作成霓虹灯等电光源的是稀有气体；
（4）发令枪击发时产生的白烟是五氧化二磷；
（5）会导致空气污染的是二氧化硫．
6．下列物质由原子直接构成的是（　　）
A．水B．氯化钠C．氦气D．氢氧化钠
3．下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．在化学反应后其性质不发生改变B．能使化学反应中生成物的质量增加
C．同一反应的催化剂可能有多种D．任何反应都需要催化剂
4．下列措施不能将饱和的蔗糖水变成不饱和蔗糖水的是（　　）
A．升高温度B．加入水
C．降低温度D．加入不饱和的蔗糖水

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