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1] 细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?[查

题文

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1] 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。
[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”）。
[实验探究1]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（没有接触到细沙，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。
实验：根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：
(1)         ；(2)          ；(3)            。
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_____溶液，观察到的现象是_____，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
[问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
[查阅资料3]①Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表：②Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄。
 
Fe₃O₄
Fe₂O₃
铁
分解温度/℃
1538
1400
—
熔点/℃
—
—
1535
[理论探讨]
根据实验现象，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_____之间，在此温度范围内Fe₂O₃已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe₃O₄。
[拓展延伸]
（1）小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式      ；
（2）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，请写出此反应的化学方程式__________；
（3）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。

题型：未知 难度：其他题型

答案

[设计实验] 合理
[实验探究1]（1）用砂纸将铁丝表面的锈除去（2）待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中（3）将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部，缓缓伸至集气瓶底部
[实验探究2] 稀盐酸、硫酸铜等；冒气泡、出现红色固体等
[理论探讨] l535℃～l538℃
[拓展延伸]
(1) 3Fe + 2O₂

Fe₃O₄    (2)6Fe₂0₃

 4Fe₃0₄+0₂↑     (3)由黑色变成红色

解析

此方案合理，两铁丝只有含碳量不同这一变量不同；根据同学们的分析将阻止燃烧的条件除去即可（1）用砂纸将铁丝表面的锈除去（2）待火柴快烧尽再将铁丝放入集气瓶中（3）将铁丝和火柴伸至集气瓶中上部，缓缓伸至集气瓶底部；加入稀盐酸有气泡冒出或者加入硫酸铜溶液有红色固体析出都可以证明有铁单质；根据表格温度应该在l535℃～l538℃之间；（1）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；（2）三氧化二铁高温下生成四氧化三铁和氧气；（3）由题氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化，包装破损氧化亚铁容易被氧气氧化，又黑色变为红色。
点评：这是一道非常典型的探究题，题目给的知识点没有学过，较为陌生，但是重点考察的反应的思想，装置等，所以这种题目不要害怕，仔细审题即可。

考点

据考高分专家说，试题“做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组.....”主要考查你对 [氧气的制取和收集 ]考点的理解。

氧气的制取和收集

氧气的制取是初中化学的重点，也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识，而且要触类旁通，逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。

实验室制取收集氧气：

过氧化氢制氧气高锰酸钾制氧气药品和反应原理2H₂O₂

2H₂O+O₂↑2KMnO₄

K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑发生装置固液常温型


固体加热型


收集装置氧气可用排水法收集，也可用向上排空气法收集


整体装置图



操作步骤①检查装置气密性
②再锥形瓶中装入二氧化锰
③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞（长颈漏斗的下端一定在液面以下，否则氧气会从长颈漏斗中跑出来）
④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
⑤收集氧气
①检查装置气密性
②将药品平铺在试管底部，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气，还要在管口放一小团棉花)
③将试管固定在铁架台上
④点燃酒精灯，预热后加热试管
⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体
⑥收集完毕，先将导管移出水面
⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气，用排水法收集，其操作步骤可概括为：“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 注意事项①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可，否则不利于气体的导出。
②用排水法收集氧气时，导管应刚伸人集气瓶口即可，过长不利于水的排出，气体不易收集满。
③用向上排空气法收集氧气时，导管要伸入集气瓶的底部，否则不利于空气的排出，收集的气体不纯。
④用长颈漏斗时，长颈漏斗末端应在液面以下，否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 ①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾斜，防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，这样便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大盆气泡冒出时，证明已集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会被倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体的逸散。