课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应．提出问题铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？查阅资料铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关．进行实验探究铁丝

Question

课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应．
【提出问题】铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？
【查阅资料】铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关．
【进行实验】探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系．

实验	现象	解释与结论
实验1：取直径0.20mm、含碳0.1% 的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星四射	①铁燃烧的化学方程式是 ___ ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为 ___
实验2：取直径0.20mm、含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	___

【提出问题】纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么？
【查阅资料】
①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO易被氧化）
②铁的氧化物均能溶于酸溶液
【进行实验】测定黑色固体的成分．

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入 ____溶液	现象是 ___	铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁
实验5：取2.8g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量	黑色固体质量为3.44g	黑色固体的组成及质量为 ___

【实验拓展】
同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验．若用排水集气法收集一瓶体积分数约为80%的氧气，预先应向容积为360mL的集气瓶中加水，水的体积约为___mL．

Answer 1

【进行实验】铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，铁在氧气燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，通过对比可知铁丝含碳越高，火星越多，铁丝在氧气中燃烧产生火星四射现象与含碳量有关，所以

实验	现象	解释与结论
实验1：取直径0.20mm、含碳0.1% 的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星四射	①铁燃烧的化学方程式是： 3Fe+2O2(点燃.)/()Fe3O4 ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧“火星四射”与其含碳量的关系：含碳量越高，火星四射的现象越明显
实验2：取直径0.20mm、含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	明显的火星四射

【进行实验】铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，所以
设参加反应的铁的质量为x，生成的四氧化三铁为y，
3Fe+2O₂(点燃.)/()Fe₃O₄，
168          232
x             y
 (168)/(x)=(232)/(y)
 所以y=(232x)/(168)
 2.8g-x+(232x)/(168)=3.44g
 x=1.68
剩余的铁为：2.8g-1.68g=1.12g，生成的四氧化三铁为：3.44g-1.12g=2.32g

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入稀盐酸溶液	现象是有气泡产生	铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁
实验5：取2.8g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量	黑色固体质量为3.44g	黑色固体的组成及质量为： Fe1.12g，Fe3O42.32g

【实验拓展】(x+(360mL-x)(1)/(5))/(360mL)×100%=80%
               x=270mL．
故答案为：实验3：明显的火星四射，①3Fe+2O₂(点燃.)/()Fe₃O₄，②含碳量越高，火星四射的现象越明显；

实验	现象	解释与结论
		3Fe+2O2(点燃.)/()Fe3O4 含碳量越高，火星四射的现象越明显
	明显的火星四射

实验4：稀盐酸，有气泡产生；
实验5：Fe1.12g，Fe₃O₄2.32g；

实验	现象及数据	解释与结论
稀盐酸	有气泡产生
		Fe1.12g，Fe3O42.32g

【实验反思】270．