“铁丝在氧气中燃烧”实验失败的原因及改进方法
“铁丝在氧气中燃烧的探究”实验教学设计
“铁丝在氧气中燃烧的探究”实验教学设计作者：周志源陈建安来源：《化学教学》2014年第02期摘要：围绕铁丝在氧气中燃烧的影响因素设计探究实验，重点探究氧气浓度、接触面积对铁燃烧的影响，同时探究铁丝燃烧过程中产生火星四射现象与铁丝中含碳量的关系。
关键词：铁丝燃烧；氧气浓度；含碳量文章编号：1005–6629（2014）2–0037–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B1 设计理念―铁丝在氧气中燃烧‖实验是沪教版九年级化学教材中一个关于氧气性质的简单验证实验。
因考虑到学情等因素，新授课的教学重点是实验基本操作、实验现象观察、反应文字表达式书写等方面。
经过近一年的学习，学生的化学观念已基本形成，化学学习及科学探究能力也有了一定的提高，故而在复习课教学中，对该实验展开深度探究就有了可能。
在教学中，要通过对学生的思维潜能的挖掘，培养学生的化学学科素养，真正体现―把培养学生学习化学的兴趣、提高科学素养放在首要的位置‖。
2 实验教学目标分析2.1 知识与技能（1）学会用排水法收集一定体积分数的氧气；（2）学会酒精灯、坩埚钳等常见化学仪器的使用方法；（3）学会铁丝燃烧实验的操作技巧和实验规范。
2.2 过程与方法培养学生的问题意识、质疑意识及动手能力，使学生逐步形成独立思考的能力。
2.3 情感态度与价值观（1）培养学生的化学观、探究观，体验化学探究的乐趣，感受化学物质及反应的魅力；（2）培养学生深度思考的习惯，体验化学世界的美妙；（3）引导学生赞赏化学，提升科学素养和激发研究潜能。
3 实验教学过程实验：在空气中点燃镁条及铁丝（铁丝末端系一根火柴），观察实验现象。
学生：讨论、分析铁丝燃烧实验失败原因。
教师：提示从燃烧条件角度进行分析。
（引导学生联系铁丝在氧气中顺利燃烧的现象进行讨论、分析，得出实验失败的原因和氧气有关。
可能原因是：氧气浓度不足或和氧气接触不充分）设计意图：通过对实验现象的对比观察，引发学生质疑，结合已有知识进行分析、讨论，得出铁丝燃烧失败的原因，并为后续学习中讨论铁丝燃烧产生火星四射现象的原因做实验铺垫。
铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射
铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射呢？这是因为我们实验用的铁丝不是纯铁，铁丝中含有一定数量的碳（其实还包括微量的硫、磷），碳与氧气或熔融状态的铁的氧化物反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体使体积迅速臌胀，推动周围的呈熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅，于是我们便看到火星四射的实验现象。
通过大量实验得到如下结果：１、木炭与铁在氧气中燃烧有相似的实验现象上面这幅图中的实验现象相信大家都比较熟悉，其中有一瓶是木炭在氧气中燃烧，另两瓶是含碳量不同的铁丝在氧气中燃烧你知道哪瓶是木炭在燃烧吗？对了，就是中间这瓶：乙瓶。
从图中我们可以清楚地看到乙瓶木炭燃烧现象与丙瓶中铁丝燃烧现象近似。
它们为什么会有相似的火星四射的现象呢？因为它们燃烧时生成的气体使固体或液体向四周飞溅形成爆裂物。
具体一点，在点燃的铁丝上，在氧气能够到达的浅表面发生碳与氧气直接生成二氧化碳的反应，稍深一点的由于熔融状态物质的流动性，碳与新生成铁的氧化物反应生成二氧化碳，二氧化碳推动周围的熔化物向四周飞溅。
2、铁中含碳量不同，则实验现象不同上面图中甲瓶与丙瓶显示的都是铁丝在氧气中燃烧的现象，为什么甲瓶中的火星明显没有丙瓶中的多呢？其实就是它们含碳量不同。
较纯的铁丝（工业级）在氧气中燃烧火星较少，弯成螺旋状有时不能燃烧，或燃烧不能持久，采用较多量铁丝疏松缠绕在一起燃烧现象与上图中甲瓶类似；低碳钢铁丝，弯成螺旋状产生火星的数量与甲瓶类似，反应有时不能持久；中高碳钢弯成螺旋状很容易剧烈燃烧，火星四射，本人常采用圆珠笔内的弹簧做该实验，效果很好，从来没有失败过，现象如上图中丙瓶所示。
很多老师用窗纱上的细钢丝做铁在氧气中燃烧实验失败了，其主要原因应该是窗纱上的纺织钢丝是低碳钢，以前资料一般解释的有氧化膜、氧气不纯、没有达到着火点等原因虽然存在，主要原因还是含碳量太低。
3、其它不含碳金属的燃烧镁、铝的冶炼方法决定了镁、铝通常都比较纯，特别是镁、铝中不含碳（最多含有痕量的碳）。
做铁丝燃烧实验时,导致失败的原因是什么
做铁丝燃烧实验时，导致失败的原因是什么
第一、未发现火星四射的原因：
（1）集气瓶内氧气的浓度太低，不足以使铁丝燃烧或剧烈燃烧、火星四射。
【导致氧气的浓度低的原因：①可能是利用排气法而收集到氧气的纯度低；②可能是不是在火柴快燃烧尽时就插入盛氧气的集气瓶中，火柴继续燃烧消耗了一定量的氧气，同时有大量的热量放出，使瓶内氧气膨胀逸出；③也可能将系着快燃尽的火柴的铁丝迅速伸至集气瓶底部，燃烧产生的热量使氧气膨胀逸出。
】
（2）铁丝太粗，与氧气的接触面积太小，使铁丝不能燃烧或不能充分燃烧。
【用细铁丝并绕成螺旋状，便能增大铁与氧气的接触面积】
（3）铁丝表面生锈了而未打磨除去。
【生锈的铁丝表面已覆盖一层氧化膜，氧化膜不需再氧化了，同时氧化膜隔开了内部的铁与外部氧气的接触，致使不能反应。
】
第二、发生集气瓶炸裂的原因：
（1）集气瓶底部没有先放一些水或细沙。
【铁丝燃烧后生成的熔化物温度很高，若不在集气瓶底部要先放一些水或细沙，溅落到瓶底，瓶底会因受热不均而炸裂】
（2）实验时细铁丝与集气瓶壁靠的太近。
【铁丝靠近瓶壁时，放出的热量使瓶壁受热不均而炸裂】
所以，做铁丝燃烧实验时，要把除了锈的光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，自上而下缓慢地插入充满氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放一些水或细沙）.。
氧气的性质与制取 实验探究题精选(解析版)
氧气的性质与制取实验探究题精选一、实验探究题1.如图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品：选用实际容积为40mL的直玻璃管作反应容器，将过量的白磷放入直玻璃管，用橡皮塞塞紧直玻璃管，再与容积为60mL且润滑性良好的针筒注射器组成实验装置.假设此装置能按照设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：(1)实验前，打开弹簧夹，将活塞前沿从注射器的20mL处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞依旧能回到20mL刻度处，则说明；(2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等冷却到室温后打开弹簧夹.实验过程中可观察到的现象是；(3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，玻璃管冷却到室温.实验过程中可观察到的现象是；(4)若按照此实验的设想进行，实验可能遇到诸多问题，发生危险，造成实验失败.例如(写出一点即可).【答案】装置气密性好；注射器的活塞停在12mL；注射器的活塞先向右移动，然后停在8mL处；玻璃管发生炸裂；2.电影《流浪地球》中，人类靠点燃氧气与氢气混合气体的方法产生大量的能量，能量所带来的冲击波成功把地球推离危险轨道。
小金想探究“氢气在空气中的爆炸极限”。
他了解到可燃性气体都有爆炸极限，低于爆炸下限时不爆炸也不着火，高于爆炸上限时不会爆炸会燃烧。
他在老师指导下设计并完成了如下实验：步骤1：利用实验室制取氢气类似的装置，如图甲，用矿泉水瓶收集体积分数分别是5%～100%的氢气若干瓶；步骤2：将瓶子倒扣后打开瓶塞，架在火柴梗上，如图乙，用另一根火柴点燃氢气，实验现象如表：5102030405060708090H2体积分数/%点燃时不燃弱强强强强强弱安静燃安静燃5%﹣10%，70%﹣80%区间以1%为梯度做点燃实验，观察是否会爆炸；3.某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。
该小组同学进行了如下探究：(1)写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：________。
八年级科学空气与氧气课后习题1(含答案)
八年级科学空气与氧气课后习题1学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题1．一定质量的高锰酸钾受热分解，某些量随时间变化的情况如图所示。
横坐标表示受热的时间，根据图像判断，纵坐标可能表示（）A．固体中氧元素的质量B．生成氧气的质量C．固体中钾元素的质量分数D．固体中锰元素的质量2．15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。
实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2,则下列装置中,仪器选择和药品放置最合理的是（）A．B．C．D．3．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予凯琳、拉特克利夫、塞门扎，他们让人们理解了细胞是如何适应氧气水平变化的。
下列物质都能在氧气中燃烧，这些物质与氧气发生的反应中属于化合反应的是（）①木炭②铁③甲烷④红磷⑤硫A．①②③④⑤B．②③④⑤C．①②③⑤D．①②④⑤4．实验室里可用如图装置粗略的测定空气中氧气的体积分数，图中玻璃管内有一可左右滑动的活塞（玻璃管内壁光滑），活塞左端管内密封有空气，右端跟外界空气相通。
实验开始前活塞处在刻度5厘米处。
实验时，用酒精灯给玻璃管内足量的白磷微热，反应开始就撤离酒精灯，待反应结束后冷却至室温。
整个实验过程观察到活塞移动的情况是（）A．向左移功4厘米刻度附近停止B．向右移动到6厘米刻度附近停止C．先向右移动，再向左移动到5厘米刻度附近停止D．先向右移动，再向左移动到4厘米刻度附近停止5．小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（）A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的4/5D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因打开止水夹，水进入瓶内6．如图①所示的装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体的压强精确地记录并保存下来。
铁丝在氧气中燃烧的实验改进
铁丝在氧气中燃烧的实验改进”案例如图是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。
实验时，打开分液漏斗活塞，通入干燥氧气10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方，观察到的现象是：铁丝剧烈燃烧，；该反应的化学方程式为。
改进后的实验装置具有的优点是（填序号）。
氧气无需提前制备和收集，操作更方便；塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全；装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化。
用量筒和锥形瓶测定空气中氧气的含量一、改进后测定空气中氧气含量实验装置──量筒锥形瓶装置（如图）二、测定装置改进后的特点1、改进的实验装置原理与教材原理相同，有区别的是，消耗氧气所占空间所填充的水，可用差值法准确读出。
2、改进后的装置气密性可检查（检查方法同课本检查试管气密性相同。
）3、改进后的装置红磷用量，虽然仍过量，但与前比较仍属于微型实验用量，解决了红磷浪费问题，燃烧匙内红磷可以多次利用，节约实验药品适用农村实验教学。
4、改进后的装置不用给装置上画等分线，减少了测量的误差。
5、装置所用材料取材容易，普通实验室就有；原理易懂，结构简单，可操作性强。
6、实验现象明显，测量误差小，数据可信度强，易于学生掌握科学研究的方法。
7、使用改进后的装置教学，变演示实验为学生参与的师生互动的探究实验，提高了学生学习兴趣。
8、改进后的实验装置，两直角玻璃导管高度一样，且内部充满水，解决了液面高度差形成的进水惯性误差。
三、测定空气中氧气含量改进装置的相关技术资料1、教具名称：测定空气中氧气含量装置──量筒锥形瓶装置2、教具图片：（如上图）3、教具用途：准确测定氧气在空气中的体积份数4、制作材料：250ml锥形瓶瓶1只、8号橡胶塞１个、100ml的量筒1个、长32cm 直角玻璃弯管2个（直角在距一端6．5cm处）、长27．5cm的乳胶管１段、止水夹１个、燃烧匙１个、记号笔１支5、制作方法:(1)、在乳胶管的距两个端管口２cm处，各用记号笔画一圈，乳胶管对折中央处画线一圈，并把两个直角玻璃弯管与乳胶管连接重叠部分至2cm处。
云南中考化学试卷及答案
云南中考化学试卷及答案（全卷三个大题，共30个小题，满分100分，考题时间120分钟）可能用到的相对原子质量：H ―1 C ―12 N ―14 O ―16 Na ―23 S ―32 Cu ―64 Ag ―108一、选择题（本大题共15个小题，每小题只有一个符合题意的选项，不选、错选和多选均不给分，每小题2分，共30分）1、化学已经渗透到社会发展的许多方面。
在①材料研制 ②能源开发利用 ③药物合成等领域中，与化学科学发展密切相关的是A.①②B.①③C.②③D.①②③2、下列人体所需的营养素中，主要由米饭和面食提供的是A.糖类B.维生素C. 油脂D. 蛋白质3、下列气体中会形成酸雨的是A ．O 2 B. SO 2 C. CO D.N 24、化学与环境、生产和生活密切相关。
下列说法错误的是A.干冰可以用于人工降雨B. 推广使用可降解塑料，有助于减少“白色污染”C.将熟石灰和硝酸铵混合施用，肥效更高D.环境保护应从源头消除污染5、下列各图是部分“生活垃圾分类标志”。
废旧电池中含有的成分会对环境造成污染，废旧电池可以投入的垃圾收集箱上贴有的标志是6、《食品安全法》从6月1日开始执行。
下列做法符合食品安全标准要求的是A. 牛奶中添加三聚氰胺以提高含氮量B. 用加碘食盐作调味品C. 用甲醛溶液浸泡水产品并食用D.用含亚硝酸钠的工业用盐腌制食品7、下列事实能证明分子可分的是A.水蒸发变成水蒸气B.冰块融化成水C.水在直流电作用下变成氢气和氧气D.一定量的蔗糖在水中完全溶解8、元素周期表中氯元素的部分信息如右图所示。
下列说法错误的是（ ）A.氯的原子序数是17B.氯的相对原子质量是35.45C.氯原子的核内质子数是17D.氯原子在反应中易失电子9、下列有关实验操作或实验安全的描述中错误的是A.加热试管中的药品时都应将试管口略向下倾斜B. 燃着的酒精灯不慎碰翻失火，可立即用湿抹布盖灭C.过滤时漏斗中的液面应低于滤纸边缘D.不慎将浓硫酸溶液沾到皮肤上，要立即用大量的水冲洗，然后涂上3%―5%的碳酸氢钠溶液10、下列化学方程式符合题意，且书写正确的是（ ） A. 2Fe 2O 3+3C 4 Fe+3CO 2↑ B. 3Fe+2O 2 Fe 3O 4C. H 2CO 3==H 2O+CO 2↑D.K 2CO 3+CaCl 2==CaCO 3↓+2KCl 高温点燃11、有关a、b两种物质的溶解度曲线如右图所示，下列叙述错误的是A. 在t2℃时，a、b两种物质的溶解度相等B. t3℃时，a物质的溶解度大于b物质的溶解度C. a、b两种物质的溶解度都随着温度的升高而增大D. 将a、b两种物质的饱和溶液从t3℃降温至t1℃，a有晶体析出，b无晶体析出12、纸火锅在一些地方悄然兴起，纸火锅的材料是普通的纸，使用时不会点燃的原因是A. 纸火锅里的汤使纸与空气隔绝B. 纸火锅被加热时纸的着火点升高了C. 纸火锅的纸不是可燃物D. 纸火锅里的汤汽化吸热，使温度达不到纸的着火点13、下表中对部分化学知识的归纳，有错误的一组是A生活常识用洗洁精去除油污铁栅栏上刷漆可防止锈蚀B健康问题人体缺钙会导致甲状腺疾病人体缺铁易患贫血症C安全问题煤气泄漏时要严禁火种溶洞探险须做灯火实验D环保与物质利用防止水的污染－－－提倡使用无磷洗衣14、为证明木炭粉中是否混有氧化铜，某兴趣小组设计了以下四种方案，其中可行的是A.在样品中加氢氧化钠溶液，观察粉末是否会减少B. 在样品中加稀硫酸，充分反应后过滤，观察滤液是否呈蓝色C.在空气中加热样品，恢复至原温度后，称量固体质量是否减少D.在样品中加水，观察是否有蓝色沉淀15、能用下图中纵坐标所对应的变化情况来表示的过程是A. 向一定量的烧碱溶液中加入稀盐酸时溶液pH的变化B. 向一定量锌粒中加入稀盐酸时产生气体体积的变化C.向一定量铜粉中加入硝酸银时固体质量的变化D. 向质量分数为20%的食盐水中加水时溶质质量的变化二、填空与简答（本大题共9个小题，每个化学方程式2分，其余每空1分，共40分）16.（6分）（1）用化学符号填空：①三个五氧化二磷分子；②两个铵根离子；③地売中含量最多的金属元素；④碘酒中的溶剂是。
陕西渭南市人教版初中9年级化学第二章简答题专项知识点
一、解答题1．小宇同学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），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。
他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。
根据以上假设，请你对他的失败原因做出相应改进：A：_____；B：____；C：____吸收了你的意见，小宇终于成功。
解析：用砂纸打磨铁丝火柴快燃尽才伸入集气瓶铁丝由上而下缓慢插入A、因为铁丝表面有锈迹，铁锈不能燃烧，影响了反应的进行，所以要用砂纸打磨铁丝把铁锈除掉或换一根新铁丝；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，因此要减少火柴的耗氧量，应等火柴临近燃尽时再伸入集气瓶；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，改进方法是：铁丝由上而下缓慢插入。
2．汽车尾气是城市空气污染的主要来源，为了创建“最适宜人类居住的环境”，许多城市正在采取有力措施提高空气质量。
如规定所有机动车要安装尾气净化器，它的特点之一是使一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下反应生成二氧化碳和氮气。
（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的文字表达式：__________________。
（2）列举提高空气质量的另外两个措施_______________________。
解析：（1）一氧化碳+一氧化氮二氧化碳+氮气（2）①植树造林②使用清洁能源③加强空气质量的监测【解析】试题分析：（1）根据一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下反应生成二氧化碳和空气中含量最多的气体，空气中含量最多的气体即氮气，故一氧化碳与一氧化氮反应的文字表达式：一氧化碳+一氧化氮二氧化碳+氮气（2）提高空气质量的措施：①植树造林②使用清洁能源③加强空气质量的监测等考点：文字表达式的书写，防止空气污染的措施3．）根据下图所示实验，并阅读小资料，回答下列问题。