Question

6．在復習鐵的化學性質時，某小組同學再一次對鐵絲在氧氣中燃燒實驗的影響因素進行了更深入的探究．
【提出問題】：鐵絲燃燒與氧氣濃度有關．
【查閱資料】1、氮氣性質穩定，在加熱條件下不與鐵、碳、氧氣等物質反應．
2、普通鐵絲的含碳量在0.6%左右，熟鐵絲的含碳量在0.2%以下．
【進行實驗】：取5根相同的鐵絲（直徑0.6mm），卷成相同的螺旋狀后，分別在體積分數不同的氧氣中用如圖裝置進行實驗（其余為氮氣）．
實驗記錄如表：

	V（O2）%	實驗現象
第一次	90%	燃燒劇烈，火星四射，燃燒時間長，實驗成功
第二次	80%	燃燒現象與90%的相比沒有明顯差異，實驗成功
第三次	70%	燃燒比80%的弱，燃燒時間比80%的短，實驗成功
第四次	60%	燃燒比70%的弱，燃燒時間更短，實驗成功
第五次	50%	鐵絲沒有燃燒

（1）第一次實驗中發生反應的化學方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）通過這組探究實驗，小剛同學得出結論：這種直徑為0.6mm的鐵絲在氧氣濃度低于50%時不燃燒（氧氣濃度高于60%時可以燃燒）．
【提出問題】：鐵絲燃燒與氧氣的接觸面積有關．
【進行實驗】：取多束相同的細生鐵絲（直徑0.2mm），每束長度和重量均與上組實驗一致，重復第一組實驗．發現前五次實驗中鐵絲均劇烈燃燒，補充第六、七次實驗如表：

	V（O2）%	實驗現象
…	…	…
第五次	50%	火星四射，燃燒現象與60%的相比沒有明顯差異，實驗成功
第六次	40%	火星四射，燃燒比50%的弱，燃燒時間短，實驗成功
第七次	30%	鐵絲沒有燃燒

（3）通過第二組探究，小剛同學得出結論：在控制氧氣濃度（或每束鐵絲長度、重量）條件下，鐵絲表面積越大就能在更低濃度的氧氣中燃燒．
【反思與評價】
（4）小明同學推測如果將鐵絲換成鐵粉，有可能在更低濃度的氧氣中燃燒．他準備選擇鐵粉和濃度為BC的氧氣進行對比實驗．
A.40%                 B.30%                 C.20%
（5）在第二組探究實驗過程中，小紅同學使用了更加柔軟的0.2mm熟鐵絲，結果發現實驗中觀察不到火星四射現象，由此她認為實驗中火星四射的原因是鐵絲中含碳量高．

Answer 1

分析 【提出問題】根據實驗探究的目的來分析；
（1）根據鐵絲在氧氣中燃燒的原理來分析；
（2）分析表格內的氧氣濃度與實驗現象的關系；
（3）根據控制變量的試驗方法進行分析；
（4）根據表格數據可知，氧氣濃度低于40%后鐵絲不燃燒來分析；
（5）通過對比可知鐵絲含碳越高，火星越多，所以鐵絲在氧氣中燃燒產生火星四射現象與含碳量有關．

解答 解：【提出問題】由實驗探究的目的可知，提出的問題為：鐵絲燃燒與氧氣的濃度有關；故填：氧氣濃度；
（1）鐵與氧氣在點燃的條件下反應生成四氧化三鐵；故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）由表格數據即實驗現象可知，當氧氣的濃度低于50%時，鐵絲不燃燒；故填：這種直徑為0.6mm的鐵絲在氧氣濃度低于50%時不燃燒（氧氣濃度高于60%時可以燃燒）；
（3）通過第二組探究，小剛同學得出結論：在控制氧氣濃度（或每束鐵絲長度、重量）條件下，鐵絲表面積越大就能在更低濃度的氧氣中燃燒．故填：氧氣濃度（或每束鐵絲長度、重量）；
【反思與評價】
（4）鐵絲在氧氣濃度低于40%后不能燃燒，若要探究鐵粉是否能在更低濃度的氧氣中燃燒，可選擇揚琴冰毒低于40%的，故填：BC；
（5）由以上探究可知：鐵絲在氧氣中燃燒產生火星的多少與含碳量有關，所以鐵絲在氧氣中燃燒產生火星四射現象的原因可能是鐵絲中含碳量有關；故填：鐵絲中含碳量高．

點評 本題通過對比實驗探究考查鐵絲燃燒的現象和反應的化學方程式，同時要求能從探究中學會對比分析．