Question

【題目】做完“細鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗后,某興趣小組有一些疑惑,于是進行了以下探究。

（問題1）細鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射?

（資料1）鐵制品一般含有少量碳,含碳細鐵絲燃燒時,生成的二氧化碳在熔融態物質中形成氣泡,熔融態物質因氣泡炸裂而引起火星四射的現象。

（設計實驗）為了驗證產生火星四射的現象與鐵絲中是否含碳有關,請你設計實驗方案進行驗證:________________

（實驗探究1）小明做“細鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗,卻不見鐵絲燃燒,反復實驗均未成功。寫出導致小明實驗失敗的兩點可能原因:__________。經過改進,該同學完成了該實驗,寫出該反應的文字表達式:_________。

（問題2）鐵絲燃燒時濺落下來的黑色物質中是否還含有鐵?

（資料2）自然界中鐵的氧化物主要有Fe2O3和Fe3O4兩種(Fe2O3為暗紅色,FeO極易被氧化為Fe2O3)。

（實驗探究2）將冷卻后的黑色物質碾碎,經實驗證明濺落下來的黑色物質中含有鐵。

（問題3）鐵燃燒的產物為什么不是Fe2O3呢?

（資料3）①Fe2O3和Fe3O4的分解溫度見下表;②Fe2O3高溫分解成Fe3O4。

（交流討論）根據實驗現象,并結合表中數據,可推知鐵在氧氣中燃燒時產生的高溫在_____之間, 此溫度范圍Fe2O3已分解,故鐵燃燒的產物不是Fe2O3。

（拓展延伸）①Fe2O3高溫分解生成Fe3O4和一種氣體,寫出該反應的文字表達式:___________

②一些食品包裝盒內放有黑色的氧化亞鐵粉末,若粉末的顏色________,則說明包裝盒漏氣,售貨員就能及時發現并處理。

Answer 1

【答案】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，觀察現象 鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行；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（合理即可） 鐵+氧氣四氧化三鐵 1535℃～1538℃ 三氧化二鐵四氧化三鐵+氧氣 變成暗紅色

【解析】

[設計實驗]進行對比試驗要確定好常量和變量；

[實驗探究1]鐵在空氣中與水和氧氣反應能夠生成鐵銹；火柴燃燒生成水和二氧化碳等物質；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；

[理論討論]根據實驗現象，并結合表中數據，可推知鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫范圍；

[拓展延伸]三氧化二鐵在高溫條件下分解生成四氧化三鐵和氧氣；根據顏色變化可以判斷食品包裝盒是否漏氣。

[設計實驗]為了探究火星四射現象的原因，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，觀察現象；

[實驗探究1]導致該同學實驗失敗的可能原因是：鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行，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；鐵在氧氣中燃燒的文字表達式為：鐵+氧氣四氧化三鐵；

[交流討論]鐵應該達到熔點后才能夠反應，當溫度達到四氧化三鐵的分解溫度時，四氧化三鐵會分解生成其它物質，因此鐵在氧氣里燃燒時產生的高溫在1535℃～1538℃之間，此溫度范圍三氧化二鐵已分解；

[拓展延伸]①三氧化二鐵高溫分解成四氧化三鐵和氧氣，該反應的文字表達式為：三氧化二鐵四氧化三鐵+氧氣，

②有些超市的食品包裝盒放有黑色的氧化亞鐵粉末，若粉末的顏色變成暗紅色，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時發現并處理。