Question

4．小明是一名“小马虎”，他在用高锰酸钾制取氧气，并进行氧气性质实验时遇到了下列问题，请你帮他解决．

（1）水槽中的水变成了红色，原因是没有在试管口放一团棉花．
（2）做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，没有看到“剧烈燃烧，火星四射”的现象，你认为实验失败的可能原因：（至少写两条）：①氧气不纯；②铁丝表面的铁锈没有清理干净等．
（3）小红对小明的实验进行了改进，并对铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系进行了如下探究．

实验操作	实验现象	解释与结论
实验①：取直径0.20mm，含碳0.1%的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星	①分别用物质名称和化学符号写出铁燃烧的化学反应表达式：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4； ②铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为含碳量越高，产生的火星越多
实验②：取直径0.20mm，含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射

Answer 1

分析 （1）根据实验室用高锰酸钾制取氧气的注意事项进行解答；
（2）根据做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，没有看到“剧烈燃烧，火星四射”的现象，实验失败的可能原因收集到的氧气不纯或铁丝表面的铁锈没有清理干净进行解答；
（3）实验①：根据铁丝在氧气中燃烧的反应写出反应的化学方程式；
实验②：根据对比试验的特点分析应用铁的直径，根据实验的现象分析铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系．

解答 解：（1）实验室用高锰酸钾制取氧气时水槽中的水变成了红色，原因是没有在试管口放一团棉花；
（2）做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，没有看到“剧烈燃烧，火星四射”的现象，实验失败的可能原因收集到的氧气不纯或铁丝表面的铁锈没有清理干净．
（3）实验①：铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
实验②：由题意可知该在对比试验的变量是含碳量，其余的量应是相的，所以选取的铁的直径应是0.2mm，含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧，由燃烧的现象可知，铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为含碳量越高，产生的火星越多．
故答为：（1）没有在试管口放一团棉花；
（2）氧气不纯；铁丝表面的铁锈没有清理干净；
（3）实验①：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
实验②：0.2mm，含碳量越高，产生的火星越多．

点评 本题主要考查气体实验室制法中实验装置的选取、注意事项和化学方程式的书写，掌握反应物的状态、反应条件与实验装置之间的关系是正确解答此类题的关键．