Question

20．科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节，为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”（可能是纯铁铁丝或含碳铁丝）末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象：
（1）实验中，铁丝表面要先用砂纸打磨光亮再绕成“螺旋状”．铁丝表面要先用砂纸打磨光亮的原因是除去铁丝表面的氧化物：铁丝绕成“螺旋状”目的是增大铁丝的受热面积
（2）甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是集气瓶中氧气不足（只答一条）
（3）乙同学发现“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，请写出该反应的文字表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁
（4）为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细纯铁铁丝、细含碳铁丝、纯镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你认为可能
a假设1：铁丝中含碳引起的
验证方法是取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象
b假设2：所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射
验证方法是同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后分别在纯氧中燃烧观察现象
只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论．

Answer 1

分析 分析铁丝燃烧时的正确操作，以及出现的实验现象，并对现象中的火星四射出现的原因进行探究，可通过对比实验完成探究．

解答 解：（1）铁丝表面要先用砂纸打磨光亮的原因是：除去铁丝表面的氧化物，铁丝绕成“螺旋状”目的是：增大铁丝的受热面积；
（2）铁丝没有发生燃烧，说明瓶内氧气不足，造成瓶内氧气不足的原因有很多，比如收集时气体不纯、未收集满等，燃烧时木条没在空气中充分燃烧而消耗瓶内较多的氧气等等；
（3）铁丝和氧气在点燃的条件下生成黑色固体四氧化三铁，文字表达式为：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（4）a实验用品中的铁丝有含碳与不含碳的区别，所以，可以猜想火星四射与铁丝中是否含碳有关；然后相两种铁丝进行对比实验；
所以铁丝中含碳引起的；取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象；
b实验用品中还有金属镁，因此可以猜想是不是不同种金属燃烧都会出现火星四射的现象，可以取三种金属进行对比实验；
所以所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射；同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后分别在纯氧中燃烧观察现象．
故答案为：（1）除去铁丝表面的氧化物，增大铁丝的受热面积；
（2）集气瓶中氧气不足；
（3）铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（4）a、所以铁丝中含碳引起的；取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象；
b、所以所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射；同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后分别在纯氧中燃烧观察现象．

点评 在进行猜想时，也需要有一定的理论或事实依据，不能毫无目的漫无边际地胡乱猜想，本题是根据实验用品引发对问题的猜想．