Question

15．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日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質(zhì)．
②含碳細鐵絲燃燒時，期中的炭粒燃燒生成的CO₂氣體在熔融液態(tài)物質(zhì)中形成氣泡，熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象．
【設(shè)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(xué)設(shè)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（填“合理”或“不合理”）．
【實驗探究】
小明做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時，他把細鐵絲繞城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（沒有接觸到細沙，如圖所示），但不見鐵絲燃燒，反復(fù)實驗均未成功．該同學(xué)認為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種：
A、鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進行
B、點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi)，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(nèi)氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒．根據(jù)以上假設(shè)，他對實驗應(yīng)作的相應(yīng)改進為：
①用砂紙將鐵絲表面的銹除去；②待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中；③將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部，緩緩伸至集氣瓶底部．

Answer 1

分析 [設(shè)計實驗]：根據(jù)[查閱資料1]可知鐵絲在純氧中燃燒產(chǎn)生“火星四射”現(xiàn)象，是因為有碳的原因．要證明這一點就要取含碳鐵絲與不含碳鐵絲進行比較；
[實驗探究]：根據(jù)該同學(xué)分析的實驗失敗的原因采取對應(yīng)的改進措施；

解答 解：【設(shè)計實驗】通過[查閱資料1]知“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(zhì)中形成氣泡，熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的”；要驗證這一點，可進行對比試驗，也就是取含碳鐵絲與不含碳鐵絲分別在氧氣中燃燒，觀察現(xiàn)象．故該同學(xué)的實驗設(shè)計是合理的；
【實驗探究1】該同學(xué)認為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種：A．鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進行；B．點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi)，火柴燃燒消耗了氧氣，不利鐵絲燃燒；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(nèi)氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒；針對以上假設(shè)，可設(shè)計對應(yīng)的實驗加以驗證：（1）用砂紙將鐵絲表面的銹除去（2）待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中（3）將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部，緩緩伸至集氣瓶底部，然后觀察現(xiàn)象進行判斷；
故答案為：
[設(shè)計實驗]合理；
[實驗探究]（1）用砂紙將鐵絲表面的銹除去；（2）待火柴快燒盡再將鐵絲放入集氣瓶中；（3）將鐵絲和火柴伸至集氣瓶中上部，緩緩伸至集氣瓶底部；

點評 本題考查鐵絲燃燒實驗及鐵的化學(xué)性質(zhì)，探究鐵的不同氧化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等知識，以及控制反應(yīng)條件得到不同產(chǎn)物的方法，認真分析所給的資料，同時結(jié)合所學(xué)的知識，才能得出正確結(jié)論．