题目
题型:不详难度:来源:
[问题1] 细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因,该小组同学设计的实验方案是:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。你认为他们的方案 (填“合理”或“不合理”)。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,他把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧。
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1) ;(2) ;(3) 。
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入_____溶液,观察到的现象是_____,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
[问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料3]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3高温时分解成Fe3O4。
| Fe3O4 | Fe2O3 | 铁 |
分解温度/℃ | 1538 | 1400 | — |
熔点/℃ | — | — | 1535 |
根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4。
[拓展延伸]
(1)小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的化学方程式 ;
(2)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式__________;
(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色_____,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。
答案
[实验探究1](1)用砂纸将铁丝表面的锈除去(2)待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中(3)将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部,缓缓伸至集气瓶底部
[实验探究2] 稀盐酸、硫酸铜等;冒气泡、出现红色固体等
[理论探讨] l535℃~l538℃
[拓展延伸]
(1) 3Fe + 2O2Fe3O4 (2)6Fe203 4Fe304+02↑ (3)由黑色变成红色
解析
试题分析:此方案合理,两铁丝只有含碳量不同这一变量不同;根据同学们的分析将阻止燃烧的条件除去即可(1)用砂纸将铁丝表面的锈除去(2)待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中(3)将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部,缓缓伸至集气瓶底部;加入稀盐酸有气泡冒出或者加入硫酸铜溶液有红色固体析出都可以证明有铁单质;根据表格温度应该在l535℃~l538℃之间;(1)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁;(2)三氧化二铁高温下生成四氧化三铁和氧气;(3)由题氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化,包装破损氧化亚铁容易被氧气氧化,又黑色变为红色。
点评:这是一道非常典型的探究题,题目给的知识点没有学过,较为陌生,但是重点考察的反应的思想,装置等,所以这种题目不要害怕,仔细审题即可。
核心考点
试题【做完“铁在氧气里燃烧”实验后,某兴趣小组有一些疑惑不解的问题,于是他们进行了以下探究活动,请你一同参与。[问题1] 细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?[查】;主要考察你对常用气体的收集方法等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.稀盐酸中加少量FeCl3溶液的作用可能是作为H2O2分解的催化剂 |
B.分液漏斗与锥形瓶间的橡胶管仅有使液体顺利下滴的作用 |
C.实验结束,需冷却并将刻度管缓缓下移至两侧液面相平再读数 |
D.该测定还需要的数据是样品质量和此温度和压强下氧气的密度 |
(1)图中仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置是 (填编号),写出其反应方程式 ,实验前必须对该装置进行 操作。反应后,要得到氯化钙固体需要用到上述的 装置(填编号)。
(3)实验室用B装置制取氧气,所用的试剂是 ,其中收集装置应选用 (填编号);收集装置若选E,用排空气法收集气体,则气体应从 (填
“a”或“b”)端进入;E装置内装满水收集氧气时,还可用于测定气体的体积,此时氧气应由 (填“a”或“b”)进入E中。
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)甲同学选用A装置制取氧气,该反应的化学方程式是 。待集气瓶里的水排完以后,应当 ,小心地把集气瓶移出水槽, 放在桌面上。检验集气瓶中收集的气体是氧气的方法为 。
(3)乙同学选用B装置制二氧化碳,并检验二氧化碳的某些性质。若选用浓盐酸和大理石制二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,使石蕊溶液变红的酸的化学式为 。
(4)已知:水煤气中含有CO、H2、CO2、H2O;白色的硫酸铜粉末遇水变蓝。丙同学欲用下列装置证明水煤气中含有CO和H2(装置中药品均足量),应将水煤气依次通过 → →
→ → →尾气处理(选填字母,每个装置限用一次)。
A.木炭在空气中燃烧后,生成黑色的固体 | B.硫粉在氧气中燃烧,产生大量白烟 |
C.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光 | D.红磷在空气中燃烧,产生蓝紫色火焰 |
A.铁丝在空气中燃烧发出白光,生成黑色固体 |
B.硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰 |
C.家庭小实验中,将食醋与纯碱混合有大量气泡产生 |
D.将生铁粉末投入盛有过量盐酸的烧杯中,充分反应后仍有黑色残渣 |
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