化学小组围绕“缠绕成螺旋状的铁丝在氧气中燃烧现象和产物”的问题，在老师的指导下，开启了项目性学习的探究之旅。
任务一：“火星四射”的现象与铁丝含碳量的关系
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 实验1：取直径0.20mm,含碳0.1%的铁丝，在氧气中燃烧 | 零星火星射出 | 铁丝燃烧的化学方程式是 3Fe+2O2 点燃 3Fe+2O2 产生火星的量与铁丝含碳量的关系是 点燃 在一定条件下，铁丝含碳量越多，产生火星的量越大 在一定条件下，铁丝含碳量越多，产生火星的量越大 。 |
| 实验2：取直径0.20mm,含碳0.3%的铁丝，在氧气中燃烧 | 较明显的火星四射 |
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 实验1：取一根铁丝，将一端插入小木条中，点燃木条，待木条快燃尽时，将其伸入盛有氧气的集气瓶中 | 火星四射，生成黑色固体 | 铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝是否缠绕成螺旋状 无 无 关（填“有”或“无”），将铁丝缠绕成螺旋状的目的是 增大铁丝的受热面积，增大铁丝与氧气的接触面积 增大铁丝的受热面积，增大铁丝与氧气的接触面积 。 |
| 实验2：取一根铁丝，将其缠绕成螺旋状，加热螺旋部分至红热后，立即伸入盛有氧气的集气瓶中 | 红热的铁丝在氧气中没有燃烧 | |
| 实验3：取一根铁丝，将其缠绕成螺旋状并系一小木条，点燃木条，待木条快燃尽时，伸入盛有氧气的集气瓶中 | 剧烈的火星四射，生成黑色固体 |
（1）实验1～实验3中对铁丝来说，应控制的变量是
铁丝的粗细、长度等
铁丝的粗细、长度等
。（2）实验2中铁丝没有燃烧的原因是
温度没有达到着火点
温度没有达到着火点
。任务三：黑色固体中是否含有铁：
【信息检索】①铁粉是黑色或灰黑色粉末。四氧化三铁为黑色固体，具有磁性。
②四氧化三铁不能与硫酸铜溶液反应。
不能用磁铁来检验黑色固体是否含有铁的理由是
铁粉和四氧化三铁均具有磁性，均能被磁铁吸引
铁粉和四氧化三铁均具有磁性，均能被磁铁吸引
；同学们又设计了下列实验方案，探究黑色固体中是否含有铁：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量黑色固体于试管中，加入一定量的硫酸铜溶液，放置一段时间 | 黑色固体表面有红色物质生成。溶液颜色变浅（或变成浅绿色） | 黑色固体中 有 有 铁（填“有”或“无“） |
【考点】探究氧气的性质．
【答案】3Fe+2O2 Fe3O4；在一定条件下，铁丝含碳量越多，产生火星的量越大；无；增大铁丝的受热面积，增大铁丝与氧气的接触面积；铁丝的粗细、长度等；温度没有达到着火点；铁粉和四氧化三铁均具有磁性，均能被磁铁吸引；有
点燃
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：78引用：3难度：0.5
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1．某化学兴趣小组在做“铁丝在氧气里燃烧”实验时，进行了一系列探究活动。
探究一：铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。
【讨论】
（1）空气中氧气的含量按20%计，用集气瓶收集含氧气60%的气体的方法可以是：。
【实验】
【结论】O2% 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧只是发红
（2）就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为，且氧气浓度越大，燃烧现象越（填“剧烈”或“不剧烈”）。
探究二：铁丝燃烧产生火星四射的原因
（3）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是。
（4）对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是将纯铁丝和不同含碳量的铁丝（铁丝直径为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请分析完成下表：
通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 （填元素符号）有关。发布：2024/10/13 12:0:2组卷：42引用：2难度：0.5 -
2．小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他纯镁条和不同含碳量的铁丝（镁条和铁丝直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答：
（1）表中“A”处内容应为物质 镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧，
无火星。剧烈燃烧
极少火星剧烈燃烧
少量火星A 。
（2）镁条燃烧的化学式表达式为。
（3）通过以上探究，你认为铁丝燃烧产生火星四射现象的原因可能是；实验时，铁丝需绕成螺旋状的目的是，为防止瓶底炸裂，需，铁丝燃烧的化学式表达式为。
（4）铁除了可以在氧气中燃烧，还可以在空气中发生缓慢氧化，该过程（填“放热”或“吸热”）；在生活中缓慢氧化的例子很多，下列也属于缓慢氧化的是（填序号）。
①锅炉爆炸 ②动植物的呼吸 ③食物的腐烂 ④水结成冰 ⑤酒和醋的酿造 ⑥农家肥的腐熟 ⑦火药爆炸
（5）某同学利用铁粉来测定空气中氧气的含量，如图所示，将足量的铁粉用水均匀地粘在试管内壁上，将试管倒立在装有水的烧杯中。实验过程中，观察到试管内液面缓慢上升。下列分析错误的是
A．水能进入试管的最大体积为试管容积的1/5
B．该铁粉在试管内发生了氧化反应
C．这一实验可以验证空气的组成不是单一的
D．如果把铁粉改为木炭粉，两者的现象完全相同发布：2024/11/4 8:0:2组卷：22引用：1难度：0.5 -
3．做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是他们进行了以下探究活动，请你一同参与。
【问题】细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”？
【查阅资料1】①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。
②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
（1）（设计实验）为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，该小组同学设计的实验方案是：取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。你认为他们的方案（填“合理”或“不合理”）。
（2）（实验探究）小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到水，如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：
A．铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；
B．点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝的燃烧；
C．火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧。
针对假设A应作出的实验改进为；
针对假设B应作出的实验改进为；
针对假设C应作出的实验改进为。
（3）【查阅资料2】①黑色的Fe3O4和红色的Fe2O3的分解温度、铁的熔点见下表：
②Fe2O3高温时分解成Fe3O4
③FeO不稳定，容易被空气中的氧气氧化成Fe2O3
（理论探讨）根据铁丝燃烧的实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在Fe3O4 Fe2O3 铁 分解温度℃ 1538 1400 — 熔点/℃ — — 1535 之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产物是Fe3O4，其化学反应方程式。
（4）[拓展延伸]有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。发布：2024/10/16 5:0:1组卷：52引用：1难度：0.5
