Question

【题目】做完“细铁丝在氧气中燃烧”的实验后,某兴趣小组有一些疑惑,于是进行了以下探究。

（问题1）细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射?

（资料1）铁制品一般含有少量碳,含碳细铁丝燃烧时,生成的二氧化碳在熔融态物质中形成气泡,熔融态物质因气泡炸裂而引起火星四射的现象。

（设计实验）为了验证产生火星四射的现象与铁丝中是否含碳有关,请你设计实验方案进行验证:________________

（实验探究1）小明做“细铁丝在氧气中燃烧”的实验,却不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。写出导致小明实验失败的两点可能原因:__________。经过改进,该同学完成了该实验,写出该反应的文字表达式:_________。

（问题2）铁丝燃烧时溅落下来的黑色物质中是否还含有铁?

（资料2）自然界中铁的氧化物主要有Fe2O3和Fe3O4两种(Fe2O3为暗红色,FeO极易被氧化为Fe2O3)。

（实验探究2）将冷却后的黑色物质碾碎,经实验证明溅落下来的黑色物质中含有铁。

（问题3）铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?

（资料3）①Fe2O3和Fe3O4的分解温度见下表;②Fe2O3高温分解成Fe3O4。

（交流讨论）根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气中燃烧时产生的高温在_____之间, 此温度范围Fe2O3已分解,故铁燃烧的产物不是Fe2O3。

（拓展延伸）①Fe2O3高温分解生成Fe3O4和一种气体,写出该反应的文字表达式:___________

②一些食品包装盒内放有黑色的氧化亚铁粉末,若粉末的颜色________,则说明包装盒漏气,售货员就能及时发现并处理。

Answer 1

【答案】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 铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；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（合理即可） 铁+氧气四氧化三铁 1535℃～1538℃ 三氧化二铁四氧化三铁+氧气 变成暗红色

【解析】

[设计实验]进行对比试验要确定好常量和变量；

[实验探究1]铁在空气中与水和氧气反应能够生成铁锈；火柴燃烧生成水和二氧化碳等物质；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；

[理论讨论]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范围；

[拓展延伸]三氧化二铁在高温条件下分解生成四氧化三铁和氧气；根据颜色变化可以判断食品包装盒是否漏气。

[设计实验]为了探究火星四射现象的原因，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；

[实验探究1]导致该同学实验失败的可能原因是：铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行，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；铁在氧气中燃烧的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁；

[交流讨论]铁应该达到熔点后才能够反应，当温度达到四氧化三铁的分解温度时，四氧化三铁会分解生成其它物质，因此铁在氧气里燃烧时产生的高温在1535℃～1538℃之间，此温度范围三氧化二铁已分解；

[拓展延伸]①三氧化二铁高温分解成四氧化三铁和氧气，该反应的文字表达式为：三氧化二铁四氧化三铁+氧气，

②有些超市的食品包装盒放有黑色的氧化亚铁粉末，若粉末的颜色变成暗红色，就说明包装盒漏气，售货员就能及时发现并处理。