对铁丝在氧气中燃烧实验的探究

对铁丝在氧气中燃烧实验的探究 李严 张雯 (中华中学 江苏 南京 210006) 铁丝在纯净的氧气中能够燃烧而在空气中不能燃烧，所以做铁丝在氧气中燃烧实验失败时常有人把原因归咎于氧气浓度较低。针对这一现象，我们就铁丝在多大浓度的氧气中才能被引燃这一问题，做了以下探究。 一、实验仪器及用品 仪器:锥形瓶、分液漏斗、大针筒(规格为60m L，注满水，塞上塞子，用量筒测量其实际体积为71m L)、球形贮液漏斗、酒精灯、铁架台。 用品:5%过氧化氢溶液、二氧化锰、铁丝(直径分别为0.20mm细铁丝和0.50mm粗铁丝)、砂纸、火柴、红色墨水、生料带。 二、实验装置设计 实验装置如图1所示，分为氧气的制取和氧气浓度设定两个部分，说明如下: (1) 氧气制取部分由锥形瓶、双孔塞和分液漏斗组成，可通过控制过氧化氢滴加的速度来获得稳定的氧气流。 (2) 氧气浓度设定部分由铁架台、球形贮液漏斗、大针筒和单孔塞组成，实验时通过球形贮液漏斗的上下移动，使针筒内的水达到所需体积，进而确定气体收集完毕后针筒内氧气浓度。这种气体浓度的设定方法特点在于针筒内水的体积可任意设定，读数方便;排到球形容器内的水可不限次数重复使用，操作便捷。 图1 实验装置 三、实验步骤 1. 平稳氧气流制备。按图1所示连接氧气制取装置，在锥形瓶中加入一小勺二氧化锰，分液漏斗中放入5%过氧化氢溶液，使过氧化氢溶液逐滴流下，等到装置内空气排尽后，便可以得到稳定的氧气流。 2. 氧气浓度设定。连接氧气浓度设定装置，调节铁夹和铁圈高度，使球形贮液漏斗放在铁圈上时，针筒内水面刚好达到10m L刻度处(在针筒下端口缠 一些生料带后再套上乳胶管，可有效解决此处漏水问题;可在水中滴加几滴红色墨水，更便于观察液面高度)。 3. 氧气收集和铁丝燃烧。把球形贮液漏斗提到适当高度，使针筒内水面达到60m L刻度处，塞紧针筒上的塞子收集氧气，当针筒内水减少到10m L时立即把塞子打开(保留10m L水是为了防止铁丝燃烧时炸裂针筒)，插入火柴将要燃尽的螺旋状铁丝，观察并记录铁丝燃烧现象;以10m L水量依次减少针筒内水的体积，重复上述实验(注意:每次收集氧气前要排尽上一次实验残留在针筒内的气体)，实验结果如表1所示。 表1 针筒内水的体积对铁丝燃烧的影响 水的体积(m L) 60 50 40 30 20 细铁丝剧烈燃烧 剧烈燃烧 剧烈燃烧 稍有燃烧 不燃烧 (0.20mm) 粗铁丝剧烈燃烧 稍有燃烧 不燃烧 不燃烧 不燃烧 (0.50mm) 四、实验结果分析 针筒内所收集气体中氧气的浓度可用下式表示: VV()10mL[71mL()]21%水水,，,， ,2()=100%O，71mL10mL, ,()O2其中表示氧气浓度;表示水的体积(单位毫升);10m L是指氧V()水 气收集好以后针筒内保留的水的体积;71m L是指针筒注满水，塞上塞子后水的实际体积。 ,()O2依据表1和的计算公式，针筒内氧气浓度对铁丝燃烧的影响如表2所示。 表2 针筒内氧气浓度对铁丝燃烧的影响 氧气浓度 86% 73% 60% 47% 34% (体积分数) 细铁丝剧烈燃烧 剧烈燃烧 剧烈燃烧 稍有燃烧 不燃烧 (0.20mm) 粗铁丝 剧烈燃烧 稍有燃烧 不燃烧 不燃烧 不燃烧 (0.50mm) 由此可见，氧气浓度和铁丝粗细都会影响铁丝的燃烧，粗铁丝(0.50mm)在氧气浓度达到86%以上时发生剧烈燃烧，低于60%时就无法引燃;而细铁丝小 学常用歇后语 1.八仙过海--------各显神通 2.不入虎穴--------焉得虎子 3.蚕豆开花--------黑心 4.车到山前--------必有路 5.打破砂锅--------问到底 6.和尚打伞--------无法无天 7.虎落平阳--------被犬欺 8.画蛇添足--------多此一举 9.箭在弦上--------不得不发 10.井底青蛙--------目光短浅 11.大海捞针--------没处寻 12.竹篮打水--------一场空 13.打开天窗--------说亮话 14.船到桥头--------自会直 15.飞蛾扑火-----自取灭亡 16.百米赛跑--------分秒必争 17.拔苗助长-----急于求成 18.仇人相见--------分外眼红 19.芝麻开花----节节高 20.新官上任--------三把火 21.瞎子点灯--------白费蜡 22.兔子尾巴--------长不了 23.偷鸡不成----蚀把米 24.王婆卖瓜--------自卖自夸 25.老虎屁股---- 摸不得 26.老虎拉车--------谁敢 27.老鼠过街-----人人喊打 28.麻雀虽小--------五脏俱全 29.墙上茅草----随风两边倒 30.三十六计--------走为上计 31.塞翁失马----焉知祸福 32.壶中无酒--------难留客 33.丈二和尚----摸不着头脑 34.有借有还--------再借不难 35.猫哭耗子---假慈悲 36.铰子破皮--------露了馅 37.扁担挑水---一心挂了两头 38.对牛弹琴--------白费劲 39.八仙聚会--------神聊 40.霸王敬酒--------不干也得干 41.板上订钉--------跑不了 42.背鼓上门--------讨打 43.草把做灯-----粗心(芯) 44.竹笋出土--------节节高 45.菜刀切豆腐----两面光 46.钉头碰钉子--------硬碰硬 47.高山上敲鼓--四面闻名(鸣) 48.铁打的公鸡-----一毛不拔 49.关公走麦城----骄必败 50.狗咬吕洞宾--------不识好人心 51.鸡蛋碰石头----不自量力 52.姜太公钓鱼--------愿者上钩 53.脚踏西瓜皮--滑到哪里是哪里 54.孔夫子搬家--------净是书 55.老鼠钻风箱-----两头受气 56.留得青山在--------不怕没柴烧 57.门缝里看人---把人看扁了 58.泥菩萨过河--------自身难保 59.泼出去的水----收不回 60.骑驴看唱本--------走着瞧 61.千里送鹅毛--礼轻情意重 62.肉包子打狗--------有去无回 63.山中无老虎---猴子称大王 64.司马昭之心--------路人皆知 65.外甥打灯笼---照旧(舅) 66.王八吃年糕--------铁了心 67.王小二过年---一年不如一年 68.小葱拌豆腐-----一清二白 69.小和尚念经----有口无心 70.周瑜打黄盖--------两厢情愿 71.赶鸭子上架----吃力不讨好 72.擀面杖吹火----- -一窍不通 73.瞎子戴眼镜----装饰 74.猴子捞月亮--------空忙一场 75.秀才遇到兵----有理讲不清 76.三个臭皮匠--------顶个诸葛亮 77.黄牛追兔子---有劲使不上 78.和尚训道士--------管得宽 79.过年娶媳妇----双喜临门 80.聋子见哑巴--------不闻不问 六字短语 81.铜钣上钉铆钉---一是一，二是二 82.里弄里扛竹竿---直来直去 83.苦水里泡黄连----苦上加苦 84.驴唇不对马嘴----答非所问 85.猪鼻子里插葱-----装象 86.只许州官放火---不许百姓点灯 87.猪八戒照镜子--里外不是人 88.放风筝断了线-----没指望了 89.池塘里的风波-----大不了 90.关门掩着耗子-----急(挤)死 91.顶风顶水划船----硬撑 92.东北的二人转--------一唱一和 93.东洋人戴高帽----假充大个 94.到火神庙求雨--------找错了门 95.鲁班门前耍斧----有眼无珠 96.老太太吃汤圆--------囫囵 吞 97.出太阳下暴雨---假情(晴) 98.挂羊头卖狗肉--------虚情假意 99.担着胡子过河----谦虚过度 100.唱歌不看曲本--------离谱 (0.20mm)在60%的氧气中能剧烈燃烧，低于34%时不会燃烧。