Question

【题目】课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应。

（提出问题）铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？

（查阅资料）铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关。

（进行实验）探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系。

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	零星的火星四射	①写出铁丝燃烧的化学方程式_____ ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为_____
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
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	_____

（提出问题）纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么？

（查阅资料）

①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种（FeO易被氧化）

②铁的氧化物均能溶于酸溶液

（进行实验）测定黑色固体的成分。

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入_____溶液	固体溶解且有气泡产生	铁燃烧时溅落下来的黑色固体中含有_____。
实验5：取2.8g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量	黑色固体质量为3.44g	黑色固体的组成及质量为_____。

Answer 1

【答案】3Fe+2O2Fe3O4 在实验范围内当其他条件都相同时，含碳量越高火星四射越剧烈 大量火星四射 稀盐酸 铁 Fe：1.12g；Fe3O4：2.32

【解析】

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+2O2Fe3O4；

实验2：

根据表格中的数据和实验现象，0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为在实验范围内当其他条件都相同时，含碳量越高火星四射越剧烈；

实验3：

直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝中含碳量大于0.20mm、含碳0.32%的铁丝。根据实验①②的结论可知，实验3中直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧大量火星四射；

实验4：

铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，因此：

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入稀盐酸溶液	固体溶解且有气泡产生	铁燃烧时溅落下来的黑色固体中含有铁。

实验5：

设参加反应的铁的质量为x，生成的四氧化三铁为y，

，

所以y=

2.8g-x+=3.44g

x=1.68

剩余的铁为：2.8g-1.68g=1.12g，生成的四氧化三铁为：3.44g-1.12g=2.32g。