Question

12．如圖1所示，取三根粗細、長度均相同的光亮細鐵絲，將其中兩根分別盤成螺旋狀，在每根鐵絲一端綁上粗銅絲，另一端系一火柴，點燃火柴，待快燃盡時，分別插入充滿氧氣的集氣瓶中（預先放入一些水）．觀察到：Ⅰ、Ⅱ中鐵絲都劇烈燃燒，且Ⅱ中鐵絲燃燒比I中的更劇烈；Ⅲ中鐵絲沒有燃燒．

（1）為什么Ⅲ中鐵絲不能燃燒？
（2）分析Ⅱ中鐵絲燃燒比I中的更劇烈的原因．
（3）圖2是“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗的改進裝置．實驗時，打開分夜漏斗活塞，通入干燥氧氣約10秒，引燃鐵絲下端火柴桿，伸入塑料瓶內，并對準玻璃管口正上方，觀察到的現象是：
鐵絲劇烈燃燒，放熱，火星四射，生成了黑色固體．改進后的優點是①②③（填序號）．
①氧氣無需提前制備和收集，操作更方便
②塑料瓶代替集氣瓶，防止集氣瓶炸裂，更安全
③裝置集氧氣的制取、干燥和性質驗證于一體，實驗更優化．

Answer 1

分析 （1）實驗III中火柴在鐵絲上方，不能達到鐵絲的著火點；
（2）實驗II中鐵絲繞成螺旋狀，增大受熱面積，反應更充分．
（3）點燃條件下，鐵能夠在氧氣中劇烈地燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體；并據裝置特點分析解答．

解答 解：（1）實驗III中火柴在鐵絲上方，用其火焰內焰對鐵絲加熱，內焰溫度低，沒有對鐵絲充分預熱，因此不能達到鐵絲的著火點，鐵絲不能燃燒；
（2）實驗II中鐵絲繞成螺旋狀，增大受熱面積，反應更充分，因此鐵絲燃燒更劇烈．
（3）可觀察到的現象是：鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成了黑色固體；
改進后的優點是：氧氣無需提前制備和收集，隨制隨用，操作更方便；塑料瓶代替集氣瓶，能防止鐵絲燃燒放熱使集氣瓶炸裂，更安全；這個裝置集氧氣的制取、干燥和性質驗證于一體，操作更簡便，實驗更優化．
故答案為：（1）實驗III中火柴在鐵絲上方，用其火焰內焰對鐵絲加熱，內焰溫度低，沒有對鐵絲充分預熱，因此不能達到鐵絲的著火點；
（2）實驗II中鐵絲繞成螺旋狀，增大受熱面積，反應更充分；
（3）火星四射，放熱，生成了黑色固體；①②③．

點評 掌握鐵絲在氧氣中燃燒實驗的正確操作和注意事項是正確解答本題的關鍵，并能結合裝置特點和實驗目的進行正確評價．