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]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料2]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3高温时分解成Fe3O4
[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。
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Fe3O4
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Fe2O3
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铁
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分解温度/℃
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1538
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1400
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—
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熔点/℃
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—
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—
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1535
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[拓展延伸]
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,请写出该反应的文字表达式 ;
(2)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。