科学探究是化学重要的学习方式。某校课外小组同学对 “ 细铁丝可以在氧气中燃烧 ” 进行了更深入地探究。
(1) 实验前，细铁丝表面要先用砂纸打磨光亮，是为了除去表面的 ___ 。细铁丝在氧气中燃烧的化学反应的符号表达式 _______ 。
(2) 有几个同学对铁丝燃烧为什么会出现火星四射现象产生了兴趣。
［查阅资料］铁丝燃烧时 “ 火星四射 ” 现象与铁丝含碳量有关。
［进行实验］探究细铁丝在氧气中燃烧时 “ 火星四射 ” 的现象与其含碳量的关系。
| 实验操作 | 现象 | 结论 |
| 实验 1 ：取直径 0.20mm 、含碳量 0.10% 的铁丝，由集气瓶中向下缓慢伸入氧气中 | 产生零星的火星 | 0.20mm 的铁丝在氧气中燃烧， “ 火星四射 ” 与其含碳量的关系是： ______ |
| 实验 2 ：取直径 __ 、含碳量 0.32% 的铁丝，由集气瓶中向下缓慢伸入氧气中 | 较明显的火星四射 | |
| 实验 3 ：取直径 0.20mm 、含碳量 0.52% 的铁丝，由集气瓶中向下缓慢伸入氧气中 | ____ |
(3) 结合 “ 细铁丝在空气中不燃烧 ” ，让同学们想到铁丝燃烧的现象与氧气含量有关。
［提出问题］使带火星的木条复燃的氧气一定是纯氧吗？同学们对此又展开探究。
［进行实验］取 5 只集气瓶，编号为 (1)(2)(3)(4)(5) ，分别装入其总容积 10% 、 20% 、 30% 、 40% 、 50% 的水。用排水法收集氧气，恰好把 5 只集气瓶的水排尽。将带火星的木条依次插入 (1)-(5) 号瓶中，记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。
| | 第一组 | 第二组 | 第三组 | ||||||||
| 集气瓶编号 | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (1) |
| 氧气的体积分数 (%) | 29 | 37 | 45 | 53 | 60 | 46 | 47 | 49 | 50 | 52 | 48 |
| 带火星的木条 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 很亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 复燃 | 很亮 |
［得出结论］ ___________ 。
［反思交流］查资料：一定条件下， 0.2mm 铁丝燃烧所需最低氧气体积分数为 48% 。能使带火星木条复燃的氧气用于做细铁丝燃烧实验 ______( 填 “ 一定 ” 或 “ 不一定 ”) 能成功。
［实验拓展］细铁丝在空气中不能燃烧，铁粉却能在空气中燃烧 ( 如图 ) ，说明铁能否燃烧还可能与铁的 _____ 有关。
答案
铁锈 ( 杂质 ) Fe+O 2 Fe 3 O 4 0.20mm 明显的火星四射 ( 其它合理答案均可得分 ) 含碳量越高，现象越明显 ( 其它合理答案均可得分 ) 使带火星的木条复燃的氧气不一定是纯氧 一定 颗粒大小 ( 接触面积 )
【详解】
（ 1 ）实验前，细铁丝表面要先用砂纸打磨光亮，是为了除去表面的铁锈；
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的符号表达式为 ；
（ 2 ）该实验的目的是探究细铁丝在氧气中燃烧时 “ 火星四射 ” 的现象与其含碳量的关系。故除了含碳量不同，其它因素都应相同，故实验 2 ：取直径 :0.20mm 、含碳量 0.32% 的铁丝，由集气瓶中向下缓慢伸入氧气中；
由实验 1 、 2 可知，含碳量越大，火星四射现象越明显，故实验 3 现象为：明显的火星四射，结论为： “ 火星四射 ” 与其含碳量的关系是：含碳量越高，现象越明显；
（ 3 ）得出结论：由表可知，使带火星的木条复燃的氧气不一定是纯氧；
反思交流：由表可知，能使带火星的木条复燃的氧气浓度在 49% 以上，故能使带火星木条复燃的氧气用于做细铁丝燃烧实验一定能成功；
实验拓展：细铁丝在空气中不能燃烧，铁粉却能在空气中燃烧，说明铁能否燃烧还可能与铁的颗粒大小有关。
