铁丝在氧气中燃烧的现象（铁丝在氧气中燃烧实验的探究题）

某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动，请你一同参与。

（1）铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图，图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是；

集气瓶中先放一些水的作用是。

【解析】（1）铁丝的着火点比较高，如果直接点燃，极易导致温度达不到，从而使得实验失败。所以，需要借助火柴来提高局部温度，使温度达到着火点。

答案：引燃铁丝。

（2）铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁。产物的温度非常高，如果集气瓶底部不作处理，当高温的产物与集气瓶接触时，由于玻璃受热不均衡，极易使玻璃材质的集气瓶炸裂。

答案：防止铁丝燃烧的高温熔化物溅落，炸裂集气瓶底。

【探究一】：铁丝燃烧是否需要纯氧？

【实验内容】：取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示：

【结论1】：就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是（选填“＞”“＝”或“＜”）55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越（填“剧烈”或“不剧烈”）；

【讨论】如果实验中所用集气瓶的容积为125mL，实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装mL水，然后用排水法收集，直到剩下25mL水。（空气中氧气的体积分数计为20%）

【解析】结论1：从表中数据的实验现象，可以看到当

的浓度越大时,反应越剧烈。而且，实验现象显示，只有当浓度大于55%，铁丝才能够燃烧，否则，只是发红。

答案：> ; 剧烈

讨论：题目中给出提示，集气瓶体积125mL,留水25mL，

则剩余体积：125mL-25mL=100mL

现在要收集100mL，体积分数为80%的氧气

设：需要先在集气瓶中装水的体积为x，根据题意可得：

x=100mL

对于公式，作如下解释:

集气瓶中气体分成两部分：一部分是装水后剩余的空气部分，而空气中，氧气占比为20%，所以，此部分氧气含量为：（125mL-x ）×20% 。需要注意的是，当水装满时，此部分数据为零。

另一部分，需要通过排水法收集，但是要减去剩余25mL水，即（x-25mL）,因为此时收集的氧气是纯氧，所以，直接减去25mL即可。

最终，将两部分氧气之后，除以总体积100mL即为所求的80%

答案：100mL

【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射？

【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳

【设计与实验2】小明将直径都为0.38mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录如表，请你分析完成下表：

【结论2】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量（选填“有关”或“无关”）。

【解析】【设计与实验2】结合表中提供的实验现象，可以看出，从纯铁丝，含碳量0.05%、含碳量0.2%三种情况下，铁丝燃烧现象越来越剧烈，所以，可以推断出，当含碳量0.6%的铁丝燃烧时，剧烈燃烧，产生大量火星。

答案：剧烈燃烧，产生大量火星

【结论2】随着含碳量越大，反应愈加剧烈，因此，铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关。

答案：有关

总结：本题从铁丝燃烧的三个角度进行了探究分析，角度一：燃烧实验的细节；角度二：氧气浓度的大小；角度三，铁丝的含碳量。

不同的角度，从不同的侧面对铁丝的燃烧进行了较为全面的探究，有利于加深铁丝燃烧相关实验的理解。