【题目】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铁燃烧的化学方程式是 ________ ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧,“火星四射”与其含碳量的关系为________ |
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 | ________ |
(提出问题)纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么?
(查阅资料)
①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO易被氧化)
②铁的氧化物均能溶于酸溶液
(进行实验)测定黑色固体的成分.
实验 | 现象及数据 | 解释与结论 |
实验4:将冷却后的黑色固体碾碎,装入试管,加入________溶液 | 现象是________ | 铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁 |
实验5:取2.8g纯铁在氧气中燃烧,收集溅落的黑色固体,干燥并称其质量 | 黑色固体质量为3.44g | 黑色固体的组成及质量为 ________ |
(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________ mL.
【题目】小亮通过学习知道了氧气的验满方法,即将带火星的木条伸到集气瓶口处,若带火星的木条复燃,则证明氧气已收集满了。那么,使带火星的木条复燃的氧气一定是纯氧吗?小亮对此展开探究:
取5只集气瓶,编号为①②③④⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象。小亮又在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,三组实验的数据和现象见下表。
第一组 | 第二组 | 第三组 | |||||||||
集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① |
收集的氧气占容器的体积分数(%) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 31 | 33 | 35 | 37 | 39 | 34 |
带火星木条 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 很亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 复燃 | 很亮 |
请根据实验回答下列问题:
(1)写出一个实验室制取氧气的化学方程式_______________________。
(2)使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:_______________(填“是”或“否”)。
(3)收集的氧气占容积的体积分数最低为_______________时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气的体积分数是_______________(计算结果百分号内保留一位数小数)。
(4)用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在_______________℃以下。
(5)采取“半值法”探究能减少实验次数。例如:
第一组实验若按③④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间,从而省去编号为①②⑤的实验。同理,第二组实验可以省去的实验编号为_______________。