科學探究是化學重要的學習方式。某校課外小組同學對 “ 細鐵絲可以在氧氣中燃燒 ” 進行了更深入地探究。
(1) 實驗前，細鐵絲表面要先用砂紙打磨光亮，是為了除去表面的 ___ 。細鐵絲在氧氣中燃燒的化學反應的符號表達式 _______ 。
(2) 有幾個同學對鐵絲燃燒為什么會出現火星四射現象產生了興趣。
［查閱資料］鐵絲燃燒時 “ 火星四射 ” 現象與鐵絲含碳量有關。
［進行實驗］探究細鐵絲在氧氣中燃燒時 “ 火星四射 ” 的現象與其含碳量的關系。
| 實驗操作 | 現象 | 結論 |
| 實驗 1 ：取直徑 0.20mm 、含碳量 0.10% 的鐵絲，由集氣瓶中向下緩慢伸入氧氣中 | 產生零星的火星 | 0.20mm 的鐵絲在氧氣中燃燒， “ 火星四射 ” 與其含碳量的關系是： ______ |
| 實驗 2 ：取直徑 __ 、含碳量 0.32% 的鐵絲，由集氣瓶中向下緩慢伸入氧氣中 | 較明顯的火星四射 | |
| 實驗 3 ：取直徑 0.20mm 、含碳量 0.52% 的鐵絲，由集氣瓶中向下緩慢伸入氧氣中 | ____ |
(3) 結合 “ 細鐵絲在空氣中不燃燒 ” ，讓同學們想到鐵絲燃燒的現象與氧氣含量有關。
［提出問題］使帶火星的木條復燃的氧氣一定是純氧嗎？同學們對此又展開探究。
［進行實驗］取 5 只集氣瓶，編號為 (1)(2)(3)(4)(5) ，分別裝入其總容積 10% 、 20% 、 30% 、 40% 、 50% 的水。用排水法收集氧氣，恰好把 5 只集氣瓶的水排盡。將帶火星的木條依次插入 (1)-(5) 號瓶中，記錄實驗現象。小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，三組實驗的數據和現象見下表。
| | 第一組 | 第二組 | 第三組 | ||||||||
| 集氣瓶編號 | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (1) |
| 氧氣的體積分數 (%) | 29 | 37 | 45 | 53 | 60 | 46 | 47 | 49 | 50 | 52 | 48 |
| 帶火星的木條 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 復燃 | 復燃 | 很亮 | 很亮 | 復燃 | 復燃 | 復燃 | 很亮 |
［得出結論］ ___________ 。
［反思交流］查資料：一定條件下， 0.2mm 鐵絲燃燒所需最低氧氣體積分數為 48% 。能使帶火星木條復燃的氧氣用于做細鐵絲燃燒實驗 ______( 填 “ 一定 ” 或 “ 不一定 ”) 能成功。
［實驗拓展］細鐵絲在空氣中不能燃燒，鐵粉卻能在空氣中燃燒 ( 如圖 ) ，說明鐵能否燃燒還可能與鐵的 _____ 有關。
答案
鐵銹 ( 雜質 ) ???Fe+O 2 Fe 3 O 4 0.20mm 明顯的火星四射 ( 其它合理答案均可得分 ) 含碳量越高，現象越明顯 ( 其它合理答案均可得分 ) 使帶火星的木條復燃的氧氣不一定是純氧 ???一定 ???顆粒大小 ( 接觸面積 )
【詳解】
（ 1 ）實驗前，細鐵絲表面要先用砂紙打磨光亮，是為了除去表面的鐵銹；
鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，該反應的符號表達式為 ；
（ 2 ）該實驗的目的是探究細鐵絲在氧氣中燃燒時 “ 火星四射 ” 的現象與其含碳量的關系。故除了含碳量不同，其它因素都應相同，故實驗 2 ：取直徑 :0.20mm 、含碳量 0.32% 的鐵絲，由集氣瓶中向下緩慢伸入氧氣中；
由實驗 1 、 2 可知，含碳量越大，火星四射現象越明顯，故實驗 3 現象為：明顯的火星四射，結論為： “ 火星四射 ” 與其含碳量的關系是：含碳量越高，現象越明顯；
（ 3 ）得出結論：由表可知，使帶火星的木條復燃的氧氣不一定是純氧；
反思交流：由表可知，能使帶火星的木條復燃的氧氣濃度在 49% 以上，故能使帶火星木條復燃的氧氣用于做細鐵絲燃燒實驗一定能成功；
實驗拓展：細鐵絲在空氣中不能燃燒，鐵粉卻能在空氣中燃燒，說明鐵能否燃燒還可能與鐵的顆粒大小有關。
