Question

為了驗證“鐵絲可以在純凈的氧氣中燃燒”及“燃燒產物有中Fe^2＋、Fe^3＋的存在”。同學們將一根火柴棒塞入一段螺旋狀普通細鐵絲末端固定；用鑷子將鐵絲夾住，然后將火柴在酒精燈上點燃，將鐵絲由集氣瓶口向下慢慢深入，觀察現象：

（1）甲同學只發現鐵絲紅熱一下，然后沒有現象了。請你分析鐵絲沒有燃燒的可能原因         （填序號）：

A．氧氣不純（或沒收集滿）

B．火柴太長消耗了氧氣

C．鐵絲表面有氧化物（或鐵銹）

D．沒有預熱末端鐵絲，溫度沒有達到鐵絲的著火點

（2）乙同學做了一些準備工作，當鐵絲在純凈氧氣中燃燒時，火星四射，并有黑色固體生成。現有實驗用品：細純鐵鐵絲、細含碳鐵絲、鎂條、細銅絲、集氣瓶裝的幾瓶純氧、火柴、酒精燈、鑷子、砂紙等。請回答：

①你對“沒有火焰”的現象，能提出的問題是：                            ；驗證方法是：                                                             。

②為了找出鐵絲在純氧中燃燒“火星四射”的原因，其假設和對應驗證方法是：

                                                                         。

③如果探究發現只有含碳細鐵絲在純氧中燃燒才出現“火星四射”現象，你分析其原因是：                                                                 。

（3）丙某同學為了驗證“鐵在氧氣的燃燒產物中有Fe^2＋、Fe^3＋的存在”，設計并進行了如下實驗：

試回答下列問題：

①試劑1是         ，試劑2是            。

②加入新制氯水后溶液中顏色加深是因為（用離子方程式表示）                  

                                                              。

③該同學猜想血紅色溶液一段時間后變為無色溶液的原因是溶液中的+3價鐵被還原為+2價鐵，你認為該同學的猜想合理嗎?                  。若你認為不合理，請提出你的猜想                                                ，并設計一個簡單的實驗加以驗證(若你認為合理，該空不要作答)                                                。

Answer 1

（1）ABCD（填對2個給1分，全對2分）。（2）①是否所有金屬在純氧中燃燒都沒有火焰（1分）； 取鎂條或細銅絲（1分）用同樣方法點燃伸入裝純氧的集氣瓶，觀察是否有火焰（1分）。②若為鐵絲中含碳引起的（1分），應取細純鐵鐵絲、細含碳鐵絲分別在純氧中點燃觀察（1分）；若所有金屬絲在純氧中燃燒都會火星四射（1分），則應同時取上述幾種金屬絲用砂子將表面打磨后分別在純氧中燃燒觀察現象（1分）。③（1分）燃燒時炭粒生成的氣體CO₂在熔融液態鐵中形成氣泡而炸裂。（3）①稀鹽酸或硫酸（1分）；KSCN溶液（1分）；② 2Fe^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＋離子中的SCN^－被過量的氯水氧化（2分）；設計的實驗為在褪色后溶液加入FeCl₃溶液，仍不變紅色（或在褪色后溶液加入加入KSCN溶液，變紅色）（1分）。

解析:

（1）可首先從燃燒的條件探索，氧氣的量不足或溫度未達到著火點，其次從鐵絲的本身考慮，結合金屬鎂鋁的表面的氧化物薄膜的緣故。故ABCD都有可能。（2）沒有火焰是否所有金屬在純氧中燃燒都沒有火焰，可取活潑性相近的鎂條或常見的細銅絲用同樣方法點燃伸入裝純氧的集氣瓶，觀察是否有火焰來驗證�！盎鹦撬纳洹蓖�于爆炸，可能是鐵絲中含碳燃燒產生的CO₂所致，故應取細純鐵鐵絲和細含碳鐵絲分別在純氧中點燃觀察分析。（3）所加的試劑1應能溶解鐵的氧化物且不能將其中的物質氧化，則只能取稀鹽酸或稀硫酸，而不能用氧化性的酸。加入試劑2后溶液變為血紅色，則由于其中含有Fe³⁺，故應加入的含有SCN^-的溶液，如KSCN溶液。滴加氯水溶液顏色加深，是由于發生了反應：2Fe^2＋＋C1₂＝2Fe^3＋＋2C1^－、Fe^3＋＋SCN^－＝[Fe(SCN)]^2＋，[Fe(SCN)]^2＋濃度增大。猜想是[Fe(SCN)]^2＋離子中的SCN^－被過量的氯水氧化；設計的實驗為在褪色后溶液加入FeCl₃溶液，仍不變紅色或在褪色后溶液加入加入KSCN溶液，變紅色。