Question

【题目】某班同学分别用向上排气法(瓶中加2mL水，标为甲)和排水法(瓶里留有2mL水，标为乙)各收集一瓶氧气，然后进行铁丝燃烧的实验，发现：铁丝在甲瓶中不能燃烧，在乙瓶中火星四射。

【提出问题】铁丝燃烧与___________________有关。

【查阅资料】氮气性质稳定，在加热条件下不与铁、碳、氧气等物质反应。

【讨论方案】如果选用如图16所示的仪器收集氧气，仪器接口的连接顺序是_________填“a”“b”或“c”)。

【进行实验】取5根相同的铁丝(直径0.6mm)，卷成相同的螺旋状后，分别在体积分数不同的集气瓶中进行实验，如下图所示。实验记录如下：

实验次数	氧气的体积分数%	实验现象
第一次	90%	燃烧剧烈，火星四射，燃烧时间长，实验成功
第二次	80%	燃烧现象与90%的相比没有明显差异，实验成功
第三次	70%	燃烧比80%的弱，燃烧时间比80%的短，实验成功
第四次	60%	燃烧比70%的弱，燃烧时间更短，实验成功
第五次	50%	铁丝没有燃烧

(1)铁丝燃烧的化学方程式为_____________________________________。

(2)通过这组探究实验，可得出的结论是______________________________________。

(3)要研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的的是_______________

A.在同一瓶氧气中，先后进行不同粗、细铁丝的燃烧实验

B.在两瓶不同浓度的氧气中，分别同时进行粗、细铁丝的燃烧实验

C.在两瓶相同浓度的氧气中，分别进行粗、细铁丝的燃烧实验

【反思与评价】

(1)对氧气纯度要求较高的实验应采用______________方法收集氧气。

(2)在以上的实验中，某同学将集气瓶中装入一半的水，塞紧瓶塞，再通过排水法收集氧气，当把水排净时，收集到的氧气的体积分数约为（______）

A. 50% B.60% C.70% D.80%

Answer 1

【答案】 氧气浓度 b a c 3Fe+ 2O2Fe3O4 在O2浓度大于50%时，O2浓度越大，燃烧越剧烈，这种铁丝在O2浓度低于50%时不燃烧 C 排水法 B

【解析】(1)排水法收集氧气较纯，而排空气法收集气体不纯，铁丝在甲瓶中不能燃烧，在乙瓶中火星四射，说明铁丝燃烧与氧气浓度有关；(2)氧气的密度比水的小，所以应从短管进人集气瓶，排出的水进入量筒内，所以连接顺序是：b a c；(3)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应方程式为：3Fe+ 2O2 Fe3O4；(4).由题中信息可知， 在O2浓度大于50%时，O2浓度越大，燃烧越剧烈，这种铁丝在O2浓度低于50%时不燃烧； (5).根据控制变量原则，要研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响，对照试验中只能是铁丝的粗细不同，其它影响因素都应相同。 A.在同一瓶氧气中，先后进行不同粗、细铁丝的燃烧实验，，先燃烧时氧气浓度高，后燃烧时由于氧气已经被消耗，氧气的浓度变低，不合理；B.在两瓶不同浓度的氧气中，分别同时进行粗、细铁丝的燃烧实验，不合理；C.在两瓶相同浓度的氧气中，分别进行粗、细铁丝的燃烧实验 ，合理；(6). 排水法收集气体纯度较高； (7) 设瓶的容积为100ml，某同学将集气瓶中装入一半的水，即瓶内有50ml空气，塞紧瓶塞，再通过排水法收集氧气，当把水排净时，收集到的氧气的体积分数约为(50ml× +50ml)÷100ml×100%=60%。故选B。