Question

科學(xué)探究是重要的學(xué)習(xí)方式，假設(shè)和驗(yàn)證是探究過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)．為了探究“鐵絲可 以在純凈的氧氣中燃燒”，同學(xué)們將一根火柴梗塞入一段螺旋狀“鐵絲”（可能是純鐵鐵絲或含碳鐵絲）末端，將它固定，用鑷子夾住“鐵絲”，然后將火柴在酒精燈上點(diǎn)燃，將“鐵絲”由集氣瓶口向下慢慢伸入，觀(guān)察現(xiàn)象：
（1）甲同學(xué)只發(fā)現(xiàn)“鐵絲”紅熱一下，就沒(méi)有觀(guān)察到其它現(xiàn)象，請(qǐng)你分析鐵絲沒(méi)有燃燒的可能原因是

沒(méi)等到火柴快要熄滅時(shí)將鐵絲伸入（或者集氣瓶中氧氣不足）

；（只答一條）
（2）乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來(lái)，觀(guān)察到火星四射，并有黑色固體生成，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄

；
（3）為了找出“鐵絲”在純氧中燃燒“火星四射”的原因，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)用品：細(xì)純鐵鐵
絲、細(xì)含碳鐵絲、鎂條、集氣瓶裝的幾瓶純氧氣、酒精燈、火柴和鑷子等，你能提出的
假設(shè)和驗(yàn)證方法有：
a．假設(shè)1：

鐵絲中含碳引起的

，驗(yàn)證方法是

取長(zhǎng)短相等、粗細(xì)相同的含碳細(xì)鐵絲和不含碳細(xì)鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

b．假設(shè)2：

所有金屬絲在純氧中燃燒都會(huì)火星四射

，驗(yàn)證方法是

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(guān)察現(xiàn)象

32研究性學(xué)習(xí)小組選擇“H₂O₂ 生成O₂ 的快慢與什么因素有關(guān)”的課題進(jìn)行探究，以下是他們探究的主要過(guò)程：
假設(shè)H₂O₂ 生成O₂的快慢與催化劑種類(lèi)有關(guān)
實(shí)驗(yàn)方案：常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂ 和水泥塊，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時(shí)間．
進(jìn)行試驗(yàn)：如圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖，氣體發(fā)生裝置中A儀器名稱(chēng)是

錐形瓶

，此實(shí)驗(yàn)中B處宜采用的氣體收集方法是

排水集氣法

．
實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2
反應(yīng)物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1gMnO2
時(shí)間	165秒	46秒

結(jié)論：該探究過(guò)程得出的結(jié)論是

相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類(lèi)有關(guān)

．
反思：H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應(yīng)明顯加快，若要證明MnO₂和水泥塊是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的

質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)

，是否改變．

Answer 1

分析：1、分析鐵絲燃燒時(shí)所出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)現(xiàn)象中的火星四射出現(xiàn)的原因進(jìn)行探究，可通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)完成探究．
2、可以根據(jù)制取氣體的實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)催化劑的選擇和作用可以設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷

解答：解：（1）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；
（2）鐵絲燃燒，生成黑色固體四氧化三鐵；化學(xué)方程式為：3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄；
（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)；
2、據(jù)圖可知儀器的名稱(chēng)為錐形瓶．因?yàn)樾枰�觀(guān)察收集一瓶氣體所用的時(shí)間，用排水法更好一些．由表中數(shù)據(jù)可知，相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類(lèi)有關(guān)．
催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
故答案為：（1）沒(méi)等到火柴快要熄滅時(shí)將鐵絲伸入（或者集氣瓶中氧氣不足）；
（2）3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄；
（3）：鐵絲中含碳引起的，取長(zhǎng)短相等、粗細(xì)相同的含碳細(xì)鐵絲和不含碳細(xì)鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
b． 所有金屬絲在純氧中燃燒都會(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(guān)察現(xiàn)象
2、錐形瓶；排水集氣法．相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類(lèi)有關(guān)；質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)．

點(diǎn)評(píng)：在進(jìn)行猜想時(shí)，也需要有一定的理論或事實(shí)依據(jù)，不能毫無(wú)目的漫無(wú)邊際地胡亂猜想，本題是根據(jù)實(shí)驗(yàn)用品引發(fā)對(duì)問(wèn)題的猜想．理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．