Question

13．在做“鐵在氧氣里燃燒”實驗時，小芳等同學進行了以下探究活動，請你一同參與．
（1）實驗時要用砂紙擦去鐵絲表面的鐵銹，這個過程屬于物理變化．
（2）明明同學實驗時，集氣瓶炸裂了，請你幫助他分析一下可能的原因集氣瓶底沒有放少量水或鋪一層細沙．
（3）請用化學符號寫出鐵在氧氣中燃燒反應的表達式：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，該反應屬于化合（填“化合”或“分解”）反應．
（4）探究直徑為0.38mm的鐵絲燃燒是否需要純氧
【實驗內容】取0.38mm的鐵絲，分別在體積分數為90%、70%、65%、60%、55%的氧氣中進行實驗，實驗現象如下表所示：

O2的體積分數	90%	70%	65%	60%	55%
實驗現象	燃燒劇烈、燃燒時間長，效果好	燃燒比90%弱，燃燒時間短，實驗成功	燃燒比70%弱，燃燒時間比70%短，實驗成功	燃燒比65%弱，燃燒時間更短，實驗成功	難以燃燒，只是發紅

【實驗結論】：就0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分數為60%，且氧氣濃度越大，燃燒現象越劇烈．（填“劇烈”或“不劇烈”）；
【實驗拓展】：（1）上述關于鐵絲燃燒所需氧氣最低濃度的結論是否合理，請說出理由？不合理 （填“合理”或“不合理”），理由：因為0.38mm的鐵絲可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒．

Answer 1

分析 （1）根據是否生成新物質來分析；
（2）由鐵絲燃燒時放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂去分析；
（3）根據化學反應的原理以及基本反應類型的判斷方法來分析；
（4）圖表可知，0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分數為大于55%且氧氣濃度越大，燃燒現象越劇烈；根據0.38mm的鐵絲可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒進行解答．

解答 解：（1）用砂紙擦去鐵絲表面的鐵銹的過程中沒有新物質生成，所以發生的屬于物理變化；故填：物理．
（2）由于鐵絲燃燒時放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂，所以實驗時要在集氣瓶底部放少量水或細沙（如果燃著的細鐵絲碰到了瓶壁，也會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂）；由于題目中說做實驗時集氣瓶炸裂了，故可能是集氣瓶底部沒有鋪細沙或放水（或燃著的細鐵絲碰到了瓶壁）；故填：集氣瓶底沒有放少量水或鋪一層細沙．
（3）鐵與氧氣在點燃的條件下反應生成四氧化三鐵，該反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應；故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；化合；
（4）【實驗結論】：由圖表可知，0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分數為60%時，鐵絲燃燒，所以所需氧氣的最低體積分數大于60%，且氧氣濃度越大，燃燒現象越劇烈；故填：劇烈；
【實驗拓展】：0.38mm的鐵絲有可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒，所以上述關于鐵絲燃燒所需氧氣最低濃度的結論是不合理；
故填：不合理；因為0.38mm的鐵絲可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒．

點評 本題考查了學生根據氧氣的性質結合圖表信息分析、解決問題的能力，難度不大，細心分析即可．