Question

13．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．
（1）实验时要用砂纸擦去铁丝表面的铁锈，这个过程属于物理变化．
（2）明明同学实验时，集气瓶炸裂了，请你帮助他分析一下可能的原因集气瓶底没有放少量水或铺一层细沙．
（3）请用化学符号写出铁在氧气中燃烧反应的表达式：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，该反应属于化合（填“化合”或“分解”）反应．
（4）探究直径为0.38mm的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，实验现象如下表所示：

O2的体积分数	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

【实验结论】：就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为60%，且氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈．（填“剧烈”或“不剧烈”）；
【实验拓展】：（1）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？不合理 （填“合理”或“不合理”），理由：因为0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%～59%的范围内燃烧．

Answer 1

分析 （1）根据是否生成新物质来分析；
（2）由铁丝燃烧时放出大量的热量，生成的熔化物如果溅落到集气瓶底部会使集气瓶因局部温度过高而炸裂去分析；
（3）根据化学反应的原理以及基本反应类型的判断方法来分析；
（4）图表可知，0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为大于55%且氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈；根据0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%～59%的范围内燃烧进行解答．

解答 解：（1）用砂纸擦去铁丝表面的铁锈的过程中没有新物质生成，所以发生的属于物理变化；故填：物理．
（2）由于铁丝燃烧时放出大量的热量，生成的熔化物如果溅落到集气瓶底部会使集气瓶因局部温度过高而炸裂，所以实验时要在集气瓶底部放少量水或细沙（如果燃着的细铁丝碰到了瓶壁，也会使集气瓶因局部温度过高而炸裂）；由于题目中说做实验时集气瓶炸裂了，故可能是集气瓶底部没有铺细沙或放水（或燃着的细铁丝碰到了瓶壁）；故填：集气瓶底没有放少量水或铺一层细沙．
（3）铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；化合；
（4）【实验结论】：由图表可知，0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为60%时，铁丝燃烧，所以所需氧气的最低体积分数大于60%，且氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈；故填：剧烈；
【实验拓展】：0.38mm的铁丝有可能在氧气浓度为56%～59%的范围内燃烧，所以上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是不合理；
故填：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．

点评 本题考查了学生根据氧气的性质结合图表信息分析、解决问题的能力，难度不大，细心分析即可．