20．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)鐵以及含鐵物質(zhì)的相關(guān)現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣，進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)，請(qǐng)你一同參與。
【探究一】鐵絲燃燒是否需要純氧
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】取長(zhǎng)短相同直徑為0.38mm的鐵絲，分別在O2含量不同的情況下實(shí)驗(yàn)。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】
| 氧氣含量 |
90% |
70% |
60% |
55% |
| 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
燃燒劇烈，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，效果好 |
燃燒比90%弱，燃燒時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)成功 |
燃燒比70%弱，燃燒時(shí)間更短，實(shí)驗(yàn)成功 |
難以燃燒，只是發(fā)熱 |
在做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使現(xiàn)象更清楚，最好用
法收集，理由是
。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】就0.38mm鐵絲而言，燃燒所需氧氣的最低體積分?jǐn)?shù)在
范圍。
【探究二】鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射的原因。
【查閱資料】日常生活中的鋼鐵制品都含有少量雜質(zhì)碳。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】取長(zhǎng)短相同、直徑均為0.20mm、含碳量不同的鐵絲分別在足量的氧氣中燃燒，觀察現(xiàn)象。
（1）如表是將幾種鐵絲放入氧氣中燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄，請(qǐng)你分析完成表：
| 物質(zhì) |
純鐵絲 |
含碳0.05%的鐵絲 |
含碳0.2%的鐵絲 |
含碳0.6%的鐵絲 |
| 燃燒時(shí)的現(xiàn)象 |
無火星四射現(xiàn)象，熔斷 |
劇烈燃燒，極少火星 |
劇烈燃燒，少量火星 |
劇烈燃燒，火星四射 |
（2）通過以上實(shí)驗(yàn)，說明鐵絲燃燒產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象和
（填元素符號(hào)）有關(guān)。這種細(xì)鐵絲燃燒時(shí)，同時(shí)生成
（填化學(xué)式）氣體在熔融液態(tài)物質(zhì)中形成氣泡，熔融液態(tài)物質(zhì)因氣泡炸裂引起“火星四射”的現(xiàn)象。
【探究三】對(duì)含有鐵粉的“暖寶寶”進(jìn)行探究，并判斷是否能利用發(fā)熱原理測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
【查閱資料】①鐵粉是黑色；②鐵能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氯化亞鐵。
同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室打開一片暖寶寶，取出其中黑色粉末做了下面的實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ.黑色粉末成分的探究
| 操作 |
現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
| 取暖寶寶中的黑色粉末于試管中，加入足量的稀鹽酸。 |
|
黑色粉末中有鐵粉 |
| 反應(yīng)結(jié)束之后，發(fā)現(xiàn)仍有黑色固體殘留，經(jīng)過過濾，干燥，獲得黑色粉末。取樣于試管中，通入氧氣點(diǎn)燃，產(chǎn)物通入澄清石灰水。 |
澄清石灰水變渾濁 |
黑色粉末中還有活性炭粉 |
結(jié)論：通過上述和進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“暖寶寶”中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質(zhì)。
Ⅱ.探究“暖寶寶”反應(yīng)原理與鐵的生銹（緩慢氧化）本質(zhì)是否一致
按圖1（夾持儀器已略去）采用氧氣、溫度、濕度傳感器收集數(shù)據(jù)，將拆除包裝的暖寶寶倒入三頸燒瓶中密封裝置，開始收集，觀察曲線變化（如圖2中圖A、B、C）。
從收集到的圖象看暖寶寶發(fā)熱是因?yàn)轭w粒微小的鐵粉與
和
等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并熱量
（填寫“吸收”或“放出”），這一反應(yīng)與鐵生銹原理一致。
Ⅲ．實(shí)驗(yàn)拓展
利用上述原理，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)使用暖寶寶貼來測(cè)定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)開始前的裝置如圖3所示，量筒中水的讀數(shù)為100mL。
（1）實(shí)驗(yàn)過程中，可以觀察的現(xiàn)象是
。
（2）冷卻一段時(shí)間之后，打開彈簧夾，水從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）最后量筒內(nèi)水為63mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計(jì)），通過計(jì)算，本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：
（列式并計(jì)算）。
（3）上述結(jié)果與理論值相比，引起誤差的原因可能是
。
A．裝置漏氣
B．暖寶寶貼中鐵粉的使用數(shù)量不足
C．溫度計(jì)的讀數(shù)未恢復(fù)至室溫就記錄量筒內(nèi)剩余水的體積
D．彈簧夾未夾緊
E．最后讀取量筒中水的體積是俯視讀數(shù)
