Question

12．課外小組同學進一步研究鐵與氧氣的反應．
【提出問題】鐵絲燃燒時為什么會有“火星四射”的現象？
【查閱資料】鐵絲燃燒時“火星四射”現象與鐵絲含碳量有關．
【進行實驗】探究鐵絲在氧氣中燃燒時“火星四射”的現象與其含碳量的關系．

實驗	現象	解釋與結論
實驗1：取直徑0.20mm、含碳0.1%的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星四射	①鐵燃燒的文字表達式是鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵 ②0.20mm的鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關系為含碳量越高，火星四射的現象越明顯
實驗2：取直徑0.20mm、含碳0.32%的鐵絲，在氧氣中燃燒	較明顯的火星四射
實驗3：取直徑0.20mm、含碳0.52%的鐵絲，在氧氣中燃燒	明顯的火星四射

【實驗拓展】
同學們認為鐵絲燃燒的現象還與氧氣的濃度有關，所以想收集不同濃度的氧氣進行相關實驗．若用排水集氣法收集一瓶體積分數約為80%的氧氣，預先應向容積為360mL的集氣瓶中加水，水的體積約為270mL．

Answer 1

分析 【進行實驗】根據鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，以及鐵在氧氣燃燒的現象和控制變量法進行分析；
【進行實驗】根據鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，然后結合題中的數據進行解答；
【實驗拓展】根據空氣中也含有氧氣，氧氣約占空氣總體積的五分之一，氧氣的總體積應是通入的氧氣的體積加上通入的空氣中含有的氧氣的體積；然后根據氧氣的體積分數約為80%，列等式進行計算．

解答 解：【進行實驗】鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，鐵在氧氣燃燒的現象是劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，通過對比可知鐵絲含碳越高，火星越多，鐵絲在氧氣中燃燒產生火星四射現象與含碳量有關，故填：

實驗	現象	解釋與結論
實驗1：取直徑0.20mm、含碳0.1%的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星四射	①鐵燃燒的文字表達式是 鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵 ②0.20mm的鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關系為 含碳量越高，火星四射的現象越明顯
實驗2：取直徑0.20mm、含碳0.32%的鐵絲，在氧氣中燃燒	較明顯的火星四射
實驗3：取直徑0.20mm、含碳0.52%的鐵絲，在氧氣中燃燒	明顯的火星四射

【實驗拓展】
設水的體積為x
$\frac{x+（360mL-x）×\frac{1}{5}}{360mL}×100%=80%$，x=270mL，故填：270．

點評 本題應考慮氧氣的總體積應是通入的氧氣的體積加上通入的空氣中含有的氧氣的體積，才能表示氧氣的濃度80%．