7. 同学们在学习完氧气的性质后提出了以下问题,并逐一进行了探究。
【问题一】带火星的木条复燃能否证明氧气是纯氧?
【进行实验】同学们用数字化实验探测仪进行实验(如下图),并获得了一系列数据(如下表)。

| 集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 氧气的浓度(体积分数) | 25% | 35

| … | 55% | 65% |
| 带火星的木条情况 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 |
【收集证据】③号集气瓶内的氧气浓度可能是
45%
。
【实验结论】
氧气浓度较高时,带火星的木条复燃(或使带火星的木条复燃的不一定是纯氧)
。
【问题二】铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度、铁丝粗细有关系吗?

| 实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 氧气浓度(体积分数) | 34% | 47% | 60% | 73% | 86% |
| 直径0.2 mm的细铁丝 | 不燃烧 | 稍有燃烧 | 剧烈燃烧 | 剧烈燃烧 | 剧烈燃烧 |
| 直径0.5 mm的粗铁丝 | 不燃烧 | 不燃烧 | 不燃烧 | 稍有燃烧 | 剧烈燃烧 |
【收集证据】⑤号实验中细铁丝燃烧的较完整实验现象是
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,产生黑色固体
。
【实验解释】实验过程中,在集气瓶底部放少量水或
细沙
,目的是
防止高温熔融物溅落到集气瓶底部使集气瓶炸裂
。
【实验结论】在相同条件下,氧气浓度越
高
(填“高”或“低”),铁丝燃烧越剧烈。铁丝越细,燃烧越
剧烈
。
【表达与交流】在完成铁丝燃烧的实验时,为保证实验成功需注意的一项实验操作是
火柴梗即将燃尽时,缓慢放入集气瓶
。
解析:
【分析】
首先分析问题一:观察表格中氧气浓度与带火星木条的现象对应关系,氧气浓度从25%(微亮)、35%(亮)到55%(复燃),可知③号集气瓶的氧气浓度应在35%~55%之间,合理值为45%;由此可得出实验结论:氧气浓度达到一定程度(非纯氧)即可使带火星木条复燃。接着分析问题二:需结合表格中细、粗铁丝在不同氧气浓度下的燃烧情况,回忆铁丝燃烧的实验现象、操作注意事项:细铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、火星四射等;集气瓶底放水或细沙是为防止高温熔融物炸裂瓶底;对比数据可知氧气浓度越高、铁丝越细,燃烧越剧烈;实验时需注意避免火柴梗消耗过多氧气,保证实验成功。
【解析】
1. 问题一的收集证据:根据表格中氧气浓度的变化规律,①(25%,微亮)、②(35%,亮)、④(55%,复燃),可知③号集气瓶的氧气浓度在35%~55%之间,合理值为45%;
2. 问题一的实验结论:由数据可知,氧气浓度为55%(非纯氧)时带火星木条已复燃,因此结论为:使带火星的木条复燃的不一定是纯氧(或氧气浓度较高时,带火星的木条复燃);
3. 问题二的收集证据:细铁丝在氧气中燃烧的完整现象为:剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,产生黑色固体;
4. 问题二的实验解释:铁丝燃烧生成的高温熔融物会溅落,因此集气瓶底部放少量水或细沙,目的是防止高温熔融物溅落到集气瓶底部使集气瓶炸裂;
5. 问题二的实验结论:对比细铁丝的实验数据,氧气浓度越高,铁丝燃烧越剧烈;相同氧气浓度下,细铁丝比粗铁丝更容易燃烧,因此铁丝越细,燃烧越剧烈;
6. 问题二的表达与交流:铁丝燃烧实验中,若火柴梗过早伸入集气瓶会消耗瓶内氧气,因此需注意:火柴梗即将燃尽时,缓慢放入集气瓶(合理即可)。
【答案】
7. 【收集证据】45% 【实验结论】氧气浓度较高时,带火星的木条复燃(或使带火星的木条复燃的不一定是纯氧) 【收集证据】剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,产生黑色固体 【实验解释】细沙 防止高温熔融物溅落到集气瓶底部使集气瓶炸裂 【实验结论】高 剧烈 【表达与交流】火柴梗即将燃尽时,缓慢放入集气瓶
【知识点】
氧气的性质、实验探究
【点评】
本题为实验探究题,通过数据分析考查氧气的性质及铁丝燃烧实验的相关知识,要求学生能从表格中提取有效信息,分析变量关系,掌握实验操作的注意事项,难度适中。
【难度系数】
0.6