Question

2．按如图步骤做铁丝在氧气里燃烧的实验，请你一起参与探究，并回答以下问题：
（1）铁丝绕成螺旋状，其一端系一根火柴的作用是：引燃铁丝；集气瓶里放少量水的作用是防止高温生成物炸裂瓶底．可以观察到的现象：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成了一种黑色固体．反应的文字表达式是铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
（2）某同学在实验时只发现铁丝红热一下，没有观察到其他现象，铁丝没有燃烧的可能原因是集气瓶中氧气不足（只答一条即可）．
（3）为了探究铁丝在氧气中燃烧出现“火星四射”现象的原因，现给你实验用品：纯铁细铁丝、含碳细铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等．请根据下面提出的假设写出验证的方法．
①假设a：因铁丝中含碳引起．其验证方法：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的细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象；
②假设b：所有金属丝在纯氧中燃烧都会产生火星四射的现象，其验证方法：所有金属丝在纯氧气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．
（4）有同学发现使用带油漆的细铁丝不需系火柴可直接点燃，此实验的优点是操作简单，缺点是造成空气污染，请你创设一条引燃细铁丝的新方法：将细铁丝蘸取蜡油，点燃石蜡后移至成有氧气的集气瓶中．

Answer 1

分析 （1）铁在空气中不能燃烧，在氧气中能够燃烧，生成一种黑色固体四氧化三铁；
（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）如果铁丝中含有碳时，燃烧时出现火星四射的现象，如果不含有碳时，就不会出现火星四射的现象，以此设计对照实验．
（4）油漆燃烧产生有毒有害气体，点燃细铁丝可从易燃物方面考虑．

解答 解：（1）做铁丝在氧气里燃烧的实验时：细铁丝并卷成螺旋状，可以增大铁丝的受热面积和氧气充分接触，有利于铁丝持续燃烧，在铁丝下端系一根火柴，可以利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，达到着火点，引燃铁丝；
集气瓶底预先铺上一层细沙或少量的水，防止生成物落下来炸裂集气瓶；
铁丝在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量热；
（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）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；
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；
（4）有同学发现使用带油漆的细铁丝不需系火柴可直接点燃，此实验的优点易燃烧、反应速度快、操作简单；但是油漆燃烧产生有毒有害气体等；引燃细铁丝可从易燃物方面考虑，如石蜡等．
故答案为：（1）引燃铁丝；防止高温生成物炸裂瓶底；黑；铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（2）集气瓶中氧气不足．
（3）假设1：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的细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象；
或假设2：所有金属丝在纯氧气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；
（4）易燃烧、反应速度快、操作简单等；造成空气污染等；将细铁丝蘸取蜡油，点燃石蜡后移至成有氧气的集气瓶中．

点评 解答本题关键是要知道铁丝燃烧的条件是：氧气纯度要高，温度达到铁丝燃烧的着火点，除去铁丝表面的铁锈；知道根据实验现象的不同获得结论的方法．