Question

2．按如圖步驟做鐵絲在氧氣里燃燒的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一起參與探究，并回答以下問(wèn)題：
（1）鐵絲繞成螺旋狀，其一端系一根火柴的作用是：引燃鐵絲；集氣瓶里放少量水的作用是防止高溫生成物炸裂瓶底．可以觀察到的現(xiàn)象：鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成了一種黑色固體．反應(yīng)的文字表達(dá)式是鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵．
（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)只發(fā)現(xiàn)鐵絲紅熱一下，沒(méi)有觀察到其他現(xiàn)象，鐵絲沒(méi)有燃燒的可能原因是集氣瓶中氧氣不足（只答一條即可）．
（3）為了探究鐵絲在氧氣中燃燒出現(xiàn)“火星四射”現(xiàn)象的原因，現(xiàn)給你實(shí)驗(yàn)用品：純鐵細(xì)鐵絲、含碳細(xì)鐵絲、鎂條、集氣瓶裝的幾瓶純氧氣、酒精燈、火柴和鑷子等．請(qǐng)根據(jù)下面提出的假設(shè)寫(xiě)出驗(yàn)證的方法．
①假設(shè)a：因鐵絲中含碳引起．其驗(yàn)證方法：鐵絲中含碳引起的；取長(zhǎng)短相等、粗細(xì)相同的含碳細(xì)鐵絲和不含碳的細(xì)鐵絲；分別在足量的氧氣中燃燒，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
②假設(shè)b：所有金屬絲在純氧中燃燒都會(huì)產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象，其驗(yàn)證方法：所有金屬絲在純氧氣中燃燒都會(huì)火星四射；同時(shí)取上述幾種金屬絲用砂紙將表面打磨后分別在純氧中燃燒，觀察現(xiàn)象．
（4）有同學(xué)發(fā)現(xiàn)使用帶油漆的細(xì)鐵絲不需系火柴可直接點(diǎn)燃，此實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是造成空氣污染，請(qǐng)你創(chuàng)設(shè)一條引燃細(xì)鐵絲的新方法：將細(xì)鐵絲蘸取蠟油，點(diǎn)燃石蠟后移至成有氧氣的集氣瓶中．

Answer 1

分析 （1）鐵在空氣中不能燃燒，在氧氣中能夠燃燒，生成一種黑色固體四氧化三鐵；
（2）鐵絲沒(méi)有發(fā)生燃燒，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)氧氣不足，造成瓶?jī)?nèi)氧氣不足的原因有很多，比如收集時(shí)氣體不純、未收集滿(mǎn)等，燃燒時(shí)木條沒(méi)在空氣中充分燃燒而消耗瓶?jī)?nèi)較多的氧氣等等．
（3）如果鐵絲中含有碳時(shí)，燃燒時(shí)出現(xiàn)火星四射的現(xiàn)象，如果不含有碳時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)火星四射的現(xiàn)象，以此設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)．
（4）油漆燃燒產(chǎn)生有毒有害氣體，點(diǎn)燃細(xì)鐵絲可從易燃物方面考慮．

解答 解：（1）做鐵絲在氧氣里燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)：細(xì)鐵絲并卷成螺旋狀，可以增大鐵絲的受熱面積和氧氣充分接觸，有利于鐵絲持續(xù)燃燒，在鐵絲下端系一根火柴，可以利用火柴燃燒放出的熱量使鐵絲的溫度升高，達(dá)到著火點(diǎn)，引燃鐵絲；
集氣瓶底預(yù)先鋪上一層細(xì)沙或少量的水，防止生成物落下來(lái)炸裂集氣瓶；
鐵絲在氧氣中：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量熱；
（2）鐵絲沒(méi)有發(fā)生燃燒，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)氧氣不足，造成瓶?jī)?nèi)氧氣不足的原因有很多，比如收集時(shí)氣體不純、未收集滿(mǎn)等，燃燒時(shí)木條沒(méi)在空氣中充分燃燒而消耗瓶?jī)?nèi)較多的氧氣等等，
（3）實(shí)驗(yàn)用品中的鐵絲有含碳與不含碳的區(qū)別，所以，可以猜想火星四射與鐵絲中是否含碳有關(guān)；然后相兩種鐵絲進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)用品中還有金屬鎂，因此可以猜想是不是不同種金屬燃燒都會(huì)出現(xiàn)火星四射的現(xiàn)象，可以取三種金屬進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
（4）有同學(xué)發(fā)現(xiàn)使用帶油漆的細(xì)鐵絲不需系火柴可直接點(diǎn)燃，此實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)易燃燒、反應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單；但是油漆燃燒產(chǎn)生有毒有害氣體等；引燃細(xì)鐵絲可從易燃物方面考慮，如石蠟等．
故答案為：（1）引燃鐵絲；防止高溫生成物炸裂瓶底；黑；鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；
（2）集氣瓶中氧氣不足．
（3）假設(shè)1：鐵絲中含碳引起的； 取長(zhǎng)短相等、粗細(xì)相同的含碳細(xì)鐵絲和不含碳的細(xì)鐵絲；分別在足量的氧氣中燃燒，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
或假設(shè)2：所有金屬絲在純氧氣中燃燒都會(huì)火星四射；同時(shí)取上述幾種金屬絲用砂紙將表面打磨后分別在純氧中燃燒，觀察現(xiàn)象；
（4）易燃燒、反應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單等；造成空氣污染等；將細(xì)鐵絲蘸取蠟油，點(diǎn)燃石蠟后移至成有氧氣的集氣瓶中．

點(diǎn)評(píng) 解答本題關(guān)鍵是要知道鐵絲燃燒的條件是：氧氣純度要高，溫度達(dá)到鐵絲燃燒的著火點(diǎn)，除去鐵絲表面的鐵銹；知道根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同獲得結(jié)論的方法．