Question

为了验证“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”及“燃烧产物有中Fe^2＋、Fe^3＋的存在”。同学们将一根火柴棒塞入一段螺旋状普通细铁丝末端固定；用镊子将铁丝夹住，然后将火柴在酒精灯上点燃，将铁丝由集气瓶口向下慢慢深入，观察现象：
（1）甲同学只发现铁丝红热一下，然后没有现象了。请你分析铁丝没有燃烧的可能原因        （填序号）：

A．氧气不纯（或没收集满）

B．火柴太长消耗了氧气

C．铁丝表面有氧化物（或铁锈）

D．没有预热末端铁丝，温度没有达到铁丝的着火点

（2）乙同学做了一些准备工作，当铁丝在纯净氧气中燃烧时，火星四射，并有黑色固体生成。现有实验用品：细纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、细铜丝、集气瓶装的几瓶纯氧、火柴、酒精灯、镊子、砂纸等。请回答：
①你对“没有火焰”的现象，能提出的问题是：                           ；验证方法是：                                                            。
②为了找出铁丝在纯氧中燃烧“火星四射”的原因，其假设和对应验证方法是：
                                                                        。
③如果探究发现只有含碳细铁丝在纯氧中燃烧才出现“火星四射”现象，你分析其原因是：                                                                。
（3）丙某同学为了验证“铁在氧气的燃烧产物中有Fe^2＋、Fe^3＋的存在”，设计并进行了如下实验：

试回答下列问题：
①试剂1是        ，试剂2是           。
②加入新制氯水后溶液中颜色加深是因为（用离子方程式表示）                  
                                                             。
③该同学猜想血红色溶液一段时间后变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁，你认为该同学的猜想合理吗?                 。若你认为不合理，请提出你的猜想                                               ，并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不要作答)                                               。

Answer 1

（1）ABCD（填对2个给1分，全对2分）。（2）①是否所有金属在纯氧中燃烧都没有火焰（1分）；取镁条或细铜丝（1分）用同样方法点燃伸入装纯氧的集气瓶，观察是否有火焰（1分）。②若为铁丝中含碳引起的（1分），应取细纯铁铁丝、细含碳铁丝分别在纯氧中点燃观察（1分）；若所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射（1分），则应同时取上述几种金属丝用砂子将表面打磨后分别在纯氧中燃烧观察现象（1分）。③（1分）燃烧时炭粒生成的气体CO₂在熔融液态铁中形成气泡而炸裂。（3）①稀盐酸或硫酸（1分）；KSCN溶液（1分）；②2Fe^2＋＋C1₂＝2Fe^3＋＋2C1^－、Fe^3＋＋SCN^－＝[Fe(SCN)]^2＋；（2分）；③不合理（1分）；猜想是[Fe(SCN)]^2＋离子中的SCN^－被过量的氯水氧化（2分）；设计的实验为在褪色后溶液加入FeCl₃溶液，仍不变红色（或在褪色后溶液加入加入KSCN溶液，变红色）（1分）。

（1）可首先从燃烧的条件探索，氧气的量不足或温度未达到着火点，其次从铁丝的本身考虑，结合金属镁铝的表面的氧化物薄膜的缘故。故ABCD都有可能。（2）没有火焰是否所有金属在纯氧中燃烧都没有火焰，可取活泼性相近的镁条或常见的细铜丝用同样方法点燃伸入装纯氧的集气瓶，观察是否有火焰来验证。“火星四射”同于爆炸，可能是铁丝中含碳燃烧产生的CO₂所致，故应取细纯铁铁丝和细含碳铁丝分别在纯氧中点燃观察分析。（3）所加的试剂1应能溶解铁的氧化物且不能将其中的物质氧化，则只能取稀盐酸或稀硫酸，而不能用氧化性的酸。加入试剂2后溶液变为血红色，则由于其中含有Fe³⁺，故应加入的含有SCN^-的溶液，如KSCN溶液。滴加氯水溶液颜色加深，是由于发生了反应：2Fe^2＋＋C1₂＝2Fe^3＋＋2C1^－、Fe^3＋＋SCN^－＝[Fe(SCN)]^2＋，[Fe(SCN)]^2＋浓度增大。猜想是[Fe(SCN)]^2＋离子中的SCN^－被过量的氯水氧化；设计的实验为在褪色后溶液加入FeCl₃溶液，仍不变红色或在褪色后溶液加入加入KSCN溶液，变红色。