Question

17．同學(xué)們圍繞“鐵在氧氣里燃燒”的實(shí)驗(yàn)展開(kāi)以下探究活動(dòng)．
活動(dòng)一：探究鐵絲在氧氣中燃燒時(shí)“火星四射”的現(xiàn)象與其含碳量的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋與結(jié)論
實(shí)驗(yàn)1：取直徑0.20mm，含碳0.1%的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星	①鐵燃燒的化學(xué)方程式是3Fe+2O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4 ②鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關(guān)系為含碳量越高，火星越明顯
實(shí)驗(yàn)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

【拓展延伸】
同學(xué)們認(rèn)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(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，若用排水法收集一瓶體積分?jǐn)?shù)為90%的氧氣，預(yù)先應(yīng)向容積為400mL的集氣瓶中加水，水的體積約為350mL．
活動(dòng)二：探究鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色物質(zhì)中是否有鐵單質(zhì)
【查閱資料】
①自然界中鐵的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃兩種（FeO極易被氧化為Fe₂O₃）；
②鐵的氧化物均能溶于酸．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋與結(jié)論
將冷卻后的黑色固體碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色固體中含有鐵單質(zhì)

【拓展延伸】
已知：高溫條件下鐵和水能反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．由此可知探究活動(dòng)二中為了防止集氣瓶炸裂，應(yīng)采取的措施是在集氣瓶底部鋪一層細(xì)沙．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的鐵絲燃燒的現(xiàn)象結(jié)合鐵的性質(zhì)進(jìn)行分析解答，鐵能與氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式，據(jù)此解答．

解答 解：活動(dòng)一：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要注意控制變量，保證鐵絲的直徑相同；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，根據(jù)表格提供的數(shù)字可以看出，鐵絲中的含碳量越高，火星越明顯，故填：0.20，3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄，含碳量越高，火星越明顯；
拓展延伸：用排水法收集一瓶體積分?jǐn)?shù)為90%的氧氣，預(yù)先應(yīng)向容積為400mL的集氣瓶中加水，則氣體的總體積為400mL，其中氧氣的體積為：400mL×90%=360mL，設(shè)水的體積為x，則有（400mL-x）×$\frac{1}{5}$+x=360mL，x=350mL，故填：350；
活動(dòng)二：鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故要證明含有鐵，可以加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明含有鐵，故填：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋與結(jié)論
將冷卻后的黑色固體碾碎，裝入試管，加入稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色固體中含有鐵單質(zhì)

拓展延伸：高溫條件下鐵和水能反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．為了防止集氣瓶炸裂，應(yīng)采取的措施是在集氣瓶底部鋪一層細(xì)沙．故填：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，在集氣瓶底部鋪一層細(xì)沙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是氧氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究以及金屬鐵與氧氣的反應(yīng)的知識(shí)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行．