做完“鐵在氧氣里燃燒”實驗后，某興趣小組有一些疑惑不解的問題，于是他們進行了以下探究活動，請你一同參與。
【問題】細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會“火星四射”？
【查閱資料1】①日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質。
②含碳細鐵絲燃燒時，其中的炭粒生成的CO₂氣體在熔融液態(tài)物質中形成氣泡，熔融液態(tài)物質因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象。
（1）（設計實驗）為了探究細鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象的原因，該小組同學設計的實驗方案是：取長短粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳的細鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀察現(xiàn)象。你認為他們的方案
合理
合理
（填“合理”或“不合理”）。
（2）（實驗探究）小明做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時，他把細鐵絲繞成螺旋狀，一端系在一根鐵絲上，另一端系上一根火柴。點燃火柴后迅速把鐵絲連同火柴一起插入集氣瓶下部（沒有接觸到水，如圖所示），但不見鐵絲燃燒，反復實驗均未成功。
該同學認為可能導致失敗的原因主要有三種：
A．鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行；
B．點燃火柴后立即將它伸入瓶內，火柴燃燒消耗了氧氣，不利于鐵絲的燃燒；
C．火柴燃燒時有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故。瓶內氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒。
針對假設A應作出的實驗改進為
將砂紙將鐵絲表面的銹除去
將砂紙將鐵絲表面的銹除去
；
針對假設B應作出的實驗改進為
待火柴快燃盡時，將鐵絲伸入集氣瓶
待火柴快燃盡時，將鐵絲伸入集氣瓶
；
針對假設C應作出的實驗改進為
將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入
將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入
。
（3）【查閱資料2】①黑色的Fe₃O₄和紅色的Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點見下表：
②Fe₂O₃高溫時分解成Fe₃O₄
③FeO不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化成Fe₂O₃

Fe₃O₄ Fe₂O₃ 鐵

分解溫度℃ 1538 1400 —

熔點/℃ — — 1535

（理論探討）根據(jù)鐵絲燃燒的實驗現(xiàn)象，并結合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應在
1535℃～1538℃
1535℃～1538℃
之間，在此溫度范圍內Fe₂O₃已分解，所以鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe₃O₄，其化學反應方程式
3Fe+2O₂

點燃

Fe₃O₄
3Fe+2O₂

點燃

Fe₃O₄
。
（4）[拓展延伸]有些超市的食品密封包裝盒的透明蓋內放有黑色的FeO粉末，若粉末的顏色
由黑變紅
由黑變紅
，就說明包裝盒破損進氣，這樣售貨員就能及時發(fā)現(xiàn)并處理。

【答案】合理；將砂紙將鐵絲表面的銹除去；待火柴快燃盡時，將鐵絲伸入集氣瓶；將鐵絲和火柴由上到下緩慢伸入；1535℃～1538℃；3Fe+2O₂

點燃

Fe₃O₄；由黑變紅

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/10/16 5:0:1組卷：43引用：1難度：0.5

相似題

1．某化學興趣小組在做“鐵絲在氧氣里燃燒”實驗時，進行了一系列探究活動。
探究一：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(shù)為90%、70%、60%、55%的氧氣中實驗。
【討論】
（1）空氣中氧氣的含量按20%計，用集氣瓶收集含氧氣60%的氣體的方法可以是：

。
【實驗】

O₂% 90% 70% 60% 55%

實驗現(xiàn)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，燃燒時間更短，實驗成功難以燃燒只是發(fā)紅

【結論】
（2）就0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分數(shù)為

，且氧氣濃度越大，燃燒現(xiàn)象越

（填“劇烈”或“不劇烈”）。
探究二：鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射的原因

（3）圖中螺旋狀鐵絲的末端系一根火柴的作用是

。
（4）對鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射進行探究。下表是將純鐵絲和不同含碳量的鐵絲（鐵絲直徑為0.4mm）放入氧氣中燃燒時的實驗現(xiàn)象的記錄。請分析完成下表：

物質純鐵絲含碳0.05%的鐵絲含碳0.2%的鐵絲含碳0.6%的鐵絲

燃燒時的現(xiàn)象無火星四射現(xiàn)象，熔斷劇烈燃燒，極少火星劇烈燃燒，少量火星

通過以上實驗，說明鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象和

（填元素符號）有關。

發(fā)布：2024/10/13 12:0:2組卷：40引用：2難度：0.5

發(fā)布：2024/10/2 5:0:2組卷：41引用：3難度：0.5

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O₂%	90%	70%	60%	55%
實驗現(xiàn)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，燃燒時間更短，實驗成功	難以燃燒只是發(fā)紅

物質	純鐵絲	含碳0.05%的鐵絲	含碳0.2%的鐵絲	含碳0.6%的鐵絲
燃燒時的現(xiàn)象	無火星四射現(xiàn)象，熔斷	劇烈燃燒，極少火星	劇烈燃燒，少量火星