Question

【題目】課外小組同學進一步研究鐵與氧氣的反應．

（提出問題）鐵絲燃燒時為什么會有“火星四射”的現(xiàn)象？

（查閱資料）鐵絲燃燒時“火星四射”現(xiàn)象與鐵絲含碳量有關(guān)．

（進行實驗）探究鐵絲在氧氣中燃燒時“火星四射”的現(xiàn)象與其含碳量的關(guān)系．

實驗	現(xiàn)象	解釋與結(jié)論
實驗1：取直徑0.20mm、含碳0.1% 的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星四射	①鐵燃燒的化學方程式是 ________　 ②0.20mm的鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關(guān)系為________
實驗2：取直徑0.20mm、含碳0.32%的鐵絲，在氧氣中燃燒	較明顯的火星四射
實驗3：取直徑0.20mm、含碳0.52%的鐵絲，在氧氣中燃燒	________

（提出問題）純鐵在氧氣中燃燒濺落的“黑色固體”是什么？

（查閱資料）

①自然界中鐵的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3兩種（FeO易被氧化）

②鐵的氧化物均能溶于酸溶液

（進行實驗）測定黑色固體的成分．

實驗	現(xiàn)象及數(shù)據(jù)	解釋與結(jié)論
實驗4：將冷卻后的黑色固體碾碎，裝入試管，加入________溶液	現(xiàn)象是________	鐵燃燒時濺落下來的黑色 固體中含有鐵
實驗5：取2.8g純鐵在氧氣中燃燒，收集濺落的黑色固體，干燥并稱其質(zhì)量	黑色固體質(zhì)量為3.44g	黑色固體的組成及質(zhì)量為 ________

（實驗拓展）

同學們認為鐵絲燃燒的現(xiàn)象還與氧氣的濃度有關(guān)，所以想收集不同濃度的氧氣進行相關(guān)實驗．若用排水集氣法收集一瓶體積分數(shù)約為80%的氧氣，預先應向容積為360mL的集氣瓶中加水，水的體積約為________　mL．

Answer 1

【答案】3Fe+2O2Fe3O4明顯的火星四射含碳量越高，火星四射的現(xiàn)象越明顯稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生Fe1.12g，F(xiàn)e3O42.32g270

【解析】

解：【進行實驗】鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，化學方程式是：3Fe+2O2 Fe3O4；鐵在氧氣燃燒的現(xiàn)象是劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，通過對比可知鐵絲含碳越高，火星越多，鐵絲在氧氣中燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象與含碳量有關(guān)；

【進行實驗】

鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，所以設(shè)參加反應的鐵的質(zhì)量為x，生成的四氧化三鐵為y，

3Fe+2O2Fe3O4

168 232

x y

y=，

由題意得：2.8g-x+=3.44g，x=1.68g，所以剩余的鐵為：2.8g-1.68g=1.12g，生成的四氧化三鐵為：3.44g-1.12g=2.32g；

【實驗拓展】

設(shè)水的體積為z，由題意得：100%=80%，z=270ml。