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铁燃烧的化学方程式是 ________　 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	现象是________	铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁
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 ________

（实验拓展）

同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验．若用排水集气法收集一瓶体积分数约为80%的氧气，预先应向容积为360mL的集气瓶中加水，水的体积约为________　mL．

Answer 1

【答案】3Fe+2O2Fe3O4明显的火星四射含碳量越高，火星四射的现象越明显稀盐酸有气泡产生Fe1.12g，Fe3O42.32g270

【解析】

解：【进行实验】铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，化学方程式是：3Fe+2O2 Fe3O4；铁在氧气燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，通过对比可知铁丝含碳越高，火星越多，铁丝在氧气中燃烧产生火星四射现象与含碳量有关；

【进行实验】

铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，所以设参加反应的铁的质量为x，生成的四氧化三铁为y，

3Fe+2O2Fe3O4

168 232

x y

y=，

由题意得：2.8g-x+=3.44g，x=1.68g，所以剩余的铁为：2.8g-1.68g=1.12g，生成的四氧化三铁为：3.44g-1.12g=2.32g；

【实验拓展】

设水的体积为z，由题意得：100%=80%，z=270ml。