Question

【題目】在學完氧氣的性質后，某校課外小組同學對鐵絲在氧氣中燃燒的實驗進行了更深入的探究。

說明：下述實驗中所用的8根鐵絲均從1根長鐵絲上截取，并且長度相同。

探究1：鐵絲燃燒是否需要純氧？

實驗內容：取5根鐵絲，分別在體積分數為90%、70%、65%、60%、55%的氧氣中進行實驗。

實驗記錄如下：

V（O2）%	實驗現象
90%	燃燒劇烈，燃燒時間長，實驗成功
70%	燃燒比90%的弱，燃燒時間短，實驗成功
65%	燃燒比70%的弱，燃燒時間比70%的短，實驗成功
60%	燃燒比65%的弱，燃燒時間更短，實驗成功
55%	難以燃燒，只是發(fā)紅

探究2：鐵絲繞成螺旋狀的原因是什么？

關于鐵絲繞成螺旋狀的原因，甲同學認為是為了增大與氧氣的接觸面積，乙同學認為是聚熱效果好，能使未燃的鐵絲更好的預熱。在老師的指導下，小組同學進行了實驗，實驗操作及現象如下表所示，實驗中3個集氣瓶均盛有等量的水和體積分數相同的氧氣。

回答下述問題：

（1）鐵絲在氧氣中燃燒的化學反應方程式為 。

（2）通過探究1實驗，丙同學得出結論：鐵絲在氧氣中燃燒，所需氧氣的最低體積分數為60%，你對他得出的結論的看法是 。

（3）探究2實驗中，3根鐵絲均要完全伸入集氣瓶中的原因是 。

（4）根據探究2實驗，你認為 （填“甲”或“乙”）同學說法合理，其理由是 。

（5）探究1實驗用排水法收集氧氣時，每瓶都要留存30mL水，以防止熔融物炸裂瓶底。實驗中收集體積分數為90%的氧氣時，設應向空集氣瓶中加入水的體積為x，請列出能求解x的計算式 （空集氣瓶容積為310mL，不考慮橡皮塞所占體積）。

Answer 1

【答案】（1）3Fe+2O2Fe3O4（2）他的結論不準確

（3）保證鐵絲與氧氣的接觸面積相同

（4）乙 在探究2實驗中，3根鐵絲與氧氣的接觸面積相同，但燃燒的劇烈程度為II>III>I。

（5）（310mL- x）×21% +（x-30mL）==（310 mL -30 mL）×90%

【解析】

試題分析：鐵絲在氧氣中燃燒的化學反應方程式為3Fe+2O2 Fe3O4；通過探究1實驗，丙同學得出結論：鐵絲在氧氣中燃燒，所需氧氣的最低體積分數為60%，你對他得出的結論的看法是他的結論不準確。因為從實驗中只能得出該鐵絲在氧氣中燃燒所需氧氣的最低體積分數應在55%和60%之間。探究2實驗中，3根鐵絲均要完全伸入集氣瓶中的原因是保證鐵絲與氧氣的接觸面積相同；根據探究2實驗，你認為乙同學說法合理，其理由是在探究2實驗中，3根鐵絲與氧氣的接觸面積相同，但燃燒的劇烈程度為II>III>I。根據條件可以列出算式：（310mL- x）×21% +（x-30mL）==（310 mL -30 mL）×90% 。