Question

4．小明是一名“小馬虎”，他在用高錳酸鉀制取氧氣，并進行氧氣性質(zhì)實驗時遇到了下列問題，請你幫他解決．

（1）水槽中的水變成了紅色，原因是沒有在試管口放一團棉花．
（2）做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，沒有看到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象，你認為實驗失敗的可能原因：（至少寫兩條）：①氧氣不純；②鐵絲表面的鐵銹沒有清理干凈等．
（3）小紅對小明的實驗進行了改進，并對鐵絲在氧氣中燃燒時“火星四射”的現(xiàn)象與其含碳量的關(guān)系進行了如下探究．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	解釋與結(jié)論
實驗①：取直徑0.20mm，含碳0.1%的鐵絲，在氧氣中燃燒	零星的火星	①分別用物質(zhì)名稱和化學符號寫出鐵燃燒的化學反應(yīng)表達式：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe3O4； ②鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關(guān)系為含碳量越高，產(chǎn)生的火星越多
實驗②：取直徑0.20mm，含碳0.32%的鐵絲，在氧氣中燃燒	較明顯的火星四射

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的注意事項進行解答；
（2）根據(jù)做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，沒有看到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象，實驗失敗的可能原因收集到的氧氣不純或鐵絲表面的鐵銹沒有清理干凈進行解答；
（3）實驗①：根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學方程式；
實驗②：根據(jù)對比試驗的特點分析應(yīng)用鐵的直徑，根據(jù)實驗的現(xiàn)象分析鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關(guān)系．

解答 解：（1）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時水槽中的水變成了紅色，原因是沒有在試管口放一團棉花；
（2）做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，沒有看到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象，實驗失敗的可能原因收集到的氧氣不純或鐵絲表面的鐵銹沒有清理干凈．
（3）實驗①：鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的化學方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
實驗②：由題意可知該在對比試驗的變量是含碳量，其余的量應(yīng)是相的，所以選取的鐵的直徑應(yīng)是0.2mm，含碳0.32%的鐵絲，在氧氣中燃燒，由燃燒的現(xiàn)象可知，鐵絲在氧氣中燃燒，“火星四射”與其含碳量的關(guān)系為含碳量越高，產(chǎn)生的火星越多．
故答為：（1）沒有在試管口放一團棉花；
（2）氧氣不純；鐵絲表面的鐵銹沒有清理干凈；
（3）實驗①：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
實驗②：0.2mm，含碳量越高，產(chǎn)生的火星越多．

點評 本題主要考查氣體實驗室制法中實驗裝置的選取、注意事項和化學方程式的書寫，掌握反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件與實驗裝置之間的關(guān)系是正確解答此類題的關(guān)鍵．