Question

【題目】某化學興趣小組在做“鐵在氧氣中燃燒”實驗時，進行了一系列探究活動，請你一同參與。

（探究）鐵絲燃燒是否需要純氧

（實驗內容）取長短相同，直徑均為0.38mm的鐵絲，分別在體積分數為90%、70%、60%、55%的O2中實驗。

（實驗現象）

O2%	90%	70%	60%	55%
實驗現象	燃燒劇烈、燃燒時間長，效果好	燃燒比90%弱，燃燒時間短，實驗成功	燃燒比70%弱，燃燒時間更短，實驗成功	難以燃燒，只是發紅

若用如圖1裝置收集一瓶（150mL）含氧氣的體積分數約為60%的氣體，方法是：在150mL集氣瓶里裝滿水，塞緊膠塞并關閉活塞b，打開活塞a通入氧氣，把瓶里的水排入量筒，當量筒內的水達到設定的體積后立即關閉活塞a，然后打開活塞b通入空氣，把瓶里的水全部排入量筒。則停止通入氧氣時量筒內水的體積約為_______mL。

（結論）就0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分數為_______，且氧氣濃度越大，燃燒現象越_______劇烈（填“劇烈”或“不劇烈”）；

（拓展）小明指出上述關于鐵絲燃燒所需氧氣最低濃度的結論不合理，理由是_______鐵絲可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒。

Answer 1

【答案】75mL ＞55% 劇烈 鐵絲有可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒

【解析】

[實驗現象]這一瓶氣體中氧氣的總量為150mL×60%=90mL，氮氣的體積是：150mL﹣90mL=60mL；空氣的體積是：60mL÷=75mL，那么停止通入氧氣時量筒內水的體積約為：150mL﹣75mL=75mL；

[結論]由于0.38mm的鐵絲在60%的氧氣中還能夠燃燒，在55%時已經不能燃燒的事實可知：燃燒所需氧氣的最低體積分數為大于55%，且氧氣濃度越大，燃燒現象越劇烈；

[拓展]故這種鐵絲有可能在氧氣濃度為56%～59%的范圍內燃燒，所以上述關于鐵絲燃燒所需氧氣最低濃度的結論是不合理。