Question

科學探究是重要的學習方式，假設和驗證是探究過程中的重要環節．為了探究“鐵絲可 以在純凈的氧氣中燃燒”，同學們將一根火柴梗塞入一段螺旋狀“鐵絲”（可能是純鐵鐵絲或含碳鐵絲）末端，將它固定，用鑷子夾住“鐵絲”，然后將火柴在酒精燈上點燃，將“鐵絲”由集氣瓶口向下慢慢伸入，觀察現象：
（1）甲同學只發現“鐵絲”紅熱一下，就沒有觀察到其它現象，請你分析鐵絲沒有燃燒的可能原因是

沒等到火柴快要熄滅時將鐵絲伸入（或者集氣瓶中氧氣不足）

；（只答一條）
（2）乙同學發現“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來，觀察到火星四射，并有黑色固體生成，請寫出該反應的化學方程式

3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄

；
（3）為了找出“鐵絲”在純氧中燃燒“火星四射”的原因，根據現有實驗用品：細純鐵鐵
絲、細含碳鐵絲、鎂條、集氣瓶裝的幾瓶純氧氣、酒精燈、火柴和鑷子等，你能提出的
假設和驗證方法有：
a．假設1：

鐵絲中含碳引起的

，驗證方法是

取長短相等、粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳細鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀察實驗現象

b．假設2：

所有金屬絲在純氧中燃燒都會火星四射

，驗證方法是

同時取上述幾種金屬絲用砂紙將表面打磨后分別在純氧中燃燒觀察現象

32研究性學習小組選擇“H₂O₂ 生成O₂ 的快慢與什么因素有關”的課題進行探究，以下是他們探究的主要過程：
假設H₂O₂ 生成O₂的快慢與催化劑種類有關
實驗方案：常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質量的MnO₂ 和水泥塊，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間．
進行試驗：如圖是他們進行實驗的裝置圖，氣體發生裝置中A儀器名稱是

錐形瓶

，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是

排水集氣法

．
實驗記錄：

實驗編號	1	2
反應物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1gMnO2
時間	165秒	46秒

結論：該探究過程得出的結論是

相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關

．
反思：H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應明顯加快，若要證明MnO₂和水泥塊是該反應的催化劑，還需要增加實驗來驗證它們在化學反應前后的

質量和化學性質

，是否改變．

Answer 1

分析：1、分析鐵絲燃燒時所出現的實驗現象，并對現象中的火星四射出現的原因進行探究，可通過對比實驗完成探究．
2、可以根據制取氣體的實驗要求選擇實驗裝置，根據催化劑的選擇和作用可以設計合理的實驗過程，根據表中提供的數據可以進行相關方面的判斷

解答：解：（1）鐵絲沒有發生燃燒，說明瓶內氧氣不足，造成瓶內氧氣不足的原因有很多，比如收集時氣體不純、未收集滿等，燃燒時木條沒在空氣中充分燃燒而消耗瓶內較多的氧氣等等；
（2）鐵絲燃燒，生成黑色固體四氧化三鐵；化學方程式為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
（3）實驗用品中的鐵絲有含碳與不含碳的區別，所以，可以猜想火星四射與鐵絲中是否含碳有關；然后相兩種鐵絲進行對比實驗；
實驗用品中還有金屬鎂，因此可以猜想是不是不同種金屬燃燒都會出現火星四射的現象，可以取三種金屬進行對比實驗；
2、據圖可知儀器的名稱為錐形瓶．因為需要觀察收集一瓶氣體所用的時間，用排水法更好一些．由表中數據可知，相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關．
催化劑在化學反應前后質量和化學性質不變．
故答案為：（1）沒等到火柴快要熄滅時將鐵絲伸入（或者集氣瓶中氧氣不足）；
（2）3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
（3）：鐵絲中含碳引起的，取長短相等、粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳細鐵絲，分別在足量的氧氣中燃燒，觀察實驗現象
b． 所有金屬絲在純氧中燃燒都會火星四射，同時取上述幾種金屬絲用砂紙將表面打磨后分別在純氧中燃燒觀察現象
2、錐形瓶；排水集氣法．相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關；質量和化學性質．

點評：在進行猜想時，也需要有一定的理論或事實依據，不能毫無目的漫無邊際地胡亂猜想，本題是根據實驗用品引發對問題的猜想．理解影響化學反應速率的因素．