沪教版化学九上层级提分练：2.1.1 氧气的性质和用途（含解析）

2.1.1 氧气的性质和用途
【基础训练】
1．下列用途或操作中，主要利用氧气物理性质的是
A．医疗急救 B．切割金属
C．使带火星的木条复燃 D．集满氧气的集气瓶正放
2．下列关于氧气的说法正确的是
A．鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
B．硫在氧气中燃烧放热，产生微弱的淡蓝色火焰
C．氧气能支持燃烧，可用作火箭燃料
D．空气中的氧气主要来自于植物的光合作用
3．下列关于氧气（O2）说法不正确的是（ ）
A．氧气不易溶于水 B．氧气的化学性质比较活泼
C．氧气的密度略比空气大 D．氧气三态都是无色的
4．下列物质在氧气中燃烧，发出耀眼白光、生成白色固体的是
A．红磷 B．木炭 C．铁丝 D．镁条
5．某物质在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。该物质是
A．Fe B．S C．P D．C
6．下列实验现象描述正确的是
A．硫在氧气中点燃，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．镁在空气中点燃，发出耀眼的白光，生成氧化镁
C．红磷在空气中点燃，产生大量的白雾，生成五氧化二磷
D．铁丝在氧气中点燃，产生红色火焰，生成黑色固体
7．下列反应属于化合反应的是
A．蜡烛燃烧 B．双氧水和二氧化锰混合制取氧气
C．硫磺和氧气在点燃的条件下反应 D．加热高锰酸钾制氧气
8．下列变化中不属于缓慢氧化的是
A．呼吸作用 B．食物腐败
C．硫粉燃烧 D．钢铁生锈
9．绿色植物进行光合作用时，生成的能供给动植物呼吸的气体是
A．N2 B．O2 C．CO2 D．Ne
10．在“氧气的制取与性质”实验中，某同学用一段纱窗上的铁丝，在自己收集的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象。造成实验失败的原因不可能是
A．收集的氧气太少或纯度太低
B．铁丝表面的铁锈未除尽
C．集气瓶底没有铺一层细沙
D．给铁丝加热的温度太低
11．甲、乙、丙三个集气瓶中，分别盛有氧气、空气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插入瓶中，依次观察到火焰熄灭、继续燃烧、火更旺的是
A．氮气、空气、氧气 B．空气、氮气、氧气
C．氮气、氧气、空气 D．氧气、氮气、空气
12．下列有关实验现象的描述，正确的是
A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
C．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
D．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体
【能力提升】
1．下列有关氧气的组成、结构、性质和用途的说法中，正确的是（ ）
A．氧气极易溶于水
B．氧气是一种化学性质非常活泼的气体
C．氧气由氧元素组成，氧气由2个氧原子构成
D．炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气
2．某学生在做镁带燃烧的实验时，先用火柴去点燃镁带，镁条并没有燃烧，后改用酒精灯去点燃镁带，镁带燃烧了。对于该现象解释有误的是
A．可燃物燃烧需要氧气存在的同时，温度达到它的着火点
B．火柴温度低达不到镁带燃烧时的着火点，所以镁带不能燃烧
C．酒精燃烧的温度能够达到镁带的着火点，并且周围有氧气，所以镁带能够燃烧
D．改用酒精灯点燃，降低了镁带的着火点，所以镁带能够燃烧
3．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C．该反应的化学方程式为3Fe+2O2=Fe3O4
D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
4．甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据下图中所发生的化学反应，进行总结归纳并回答下列问题：
（1）所发生的三个反应有多个共同的特点，分别是① ，② ，③ ，④ （只答四点即可），它们也有许多不同，请指出其中一个与另外两个的不同之处： 。
（2）甲进行实验时，燃烧匙中硫的状态是 。
（3）写出上述三个实验中有白烟产生的那个反应的文字表达式 。
5．小明同学做可燃物在氧气中燃烧的实验如图。
（1）图A中燃烧的文字表达式为______，为了检验燃烧时的生成物，应进行的操作是______。
（2）图B实验中的现象是______。
（3）写出图C中的文字表达式______。小明实验过程中，发现C中集气瓶底炸裂，分析原因是______。
（4）图示三个燃烧反应的共同点是都是______（写一条）。
6．下图是铁丝在氧气中燃烧的流程图。
（1）实验时要先把铁丝弯成螺旋状的原因是 。
（2）许飞同学在实验时，集气瓶炸裂了，请你帮助他分析一下。可能的原因 。
（3）铁丝在空气中和在纯氧气中反应情况不同，说明化学反应除与温度、压强、催化剂等条件有关外，还与________有关。
（4）金属铁能在氧气中剧烈燃烧，许飞同学对“铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行如下探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4 mm)放入氧气中燃烧时的实验现象记录。请你帮助分析回答：
燃烧物 镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 剧烈燃烧，发出耀眼白光，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 (未填)
①铁在氧气中燃烧的化学反应的文字表达式为 。
②你认为表中“未填”的实验现象是 。
③分析上述实验现象，你认为造成铁丝在氧气中燃烧时现象不同的主要原因可能是 。
【拓展培优】
1．现有A、B、C、D四种物质：A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，同时生成一种黑色固体C。D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内：
A是 ；B是 ；C是 ；D是 。
2．某化学兴趣小组在做“铁在氧气里燃烧”实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与。
【探究一】：铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】：取0.38 mm的铁丝，分别在体积分数为、、、的中实验。
实验现象
实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红
【结论】：就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为________，且氧气浓度越大，燃烧现象越________．（填“剧烈”或“不剧烈”）。
【探究二】：铁丝燃烧产生火星四射的原因
（1）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是________。
（2）小明按图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是________。
（3）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯铁丝和不同含碳量的铁丝（铁丝直径为0.4 mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析完成下表：
物质 纯铁丝 含碳的铁丝 含碳的铁丝 含碳的铁丝
燃烧时 的现象 无火星四射现象， 熔断 剧烈燃烧 极少火星 剧烈燃烧 少量火星 ________
通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和________（填元素符号）有关。
3．某化学兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣，进行了一系列探究活动，请你一同参与。
（探充一）铁丝燃烧是否需要纯氧
（实验内容）取长短相同直径均为0.38 mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验。
（实验现象）
O2% 90% 70% 60% 55%
实验现象 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧
（1）在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，最好用________法收集，理由是________。
（2）若用如图1装置收集一瓶（150 mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是：在150 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。则停止通入氧气时量筒内水的体积约为________（提示：空气中氧气的体积分数约为是1/5）。
（3）（结论）就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在________范围。
（4）（探究二）铁丝燃烧产生火星四射的原因
（查阅资料）日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。
（实验内容）取长短相同、直径均为0.20 mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。
下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录，请你分析完成下表：
物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 ________
（5）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和________（填元素符号）有关。这种细铁丝燃烧时，同时生成________（填化学式）气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
*（6）（探究三）对含有铁粉的“暖宝宝”进行探究，并利用发热原理测定空气中氧气的体积分数。
（查阅资料）①铁粉是黑色；②铁能与稀盐酸发生反应产生氢气。
同学们在实验室打开一片暖宝宝，取出其中黑色粉末做了下面的实验。
Ⅰ黑色粉末成分的探究
操作 现象 结论
取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸 ________ 黑色粉末中有铁粉
反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过________（操作名称）。干燥，获得黑色粉末。取样于试管中，通入氧气点燃，产物通入澄清石灰水。 澄清石灰水变浑浊 黑色粉末中还有活性炭粉
（7）Ⅱ探究“暖宝宝”反应原理与铁的生锈本质是否一致
按图2（夹持仪器已略去）采用传感器收集数据，将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中，密封装置，开始收集，观察曲线变化（如图3A、图B、图C）。
从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与________和________等物质发生反应，并________热量（填写“吸收”或“放出”），这一反应与铁生锈原理一致。
（8）Ⅲ实验拓展
利用上述原理，同学们设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图4所示，量筒中水的读数为100 mL。
①实验过程中，可以观察的现象是________。
②冷却一段时间之后，打开弹簧夹，水从量筒中流入玻璃瓶（容积为250 mL）最后量筒内水为63 mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计），通过计算，本实验数据测得空气中氧气的体积分数为：________。
③上述结果与理论值相比，引起误差的原因可能是________。
A装置漏气
B暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足
C温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积
D弹簧夹未夹紧
E最后读取量筒中水的体积是俯视读数
答案解析
【基础训练】
1．下列用途或操作中，主要利用氧气物理性质的是
A．医疗急救 B．切割金属
C．使带火星的木条复燃 D．集满氧气的集气瓶正放
【答案】D
【详解】
A．用于医疗急救，氧气能供给呼吸，属于化学性质，选项不符合题意；
B．用于切割金属，是由于氧气具有氧化性，属于化学性质，选项不符合题意；
C．可使带火星的木条复燃，是由于氧气具有助燃性，属于化学性质，选项不符合题意；
D．集满氧气的集气瓶正放，说明氧气的密度比空气大，属于物理性质，选项符合题意。
故选D。
2．下列关于氧气的说法正确的是
A．鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
B．硫在氧气中燃烧放热，产生微弱的淡蓝色火焰
C．氧气能支持燃烧，可用作火箭燃料
D．空气中的氧气主要来自于植物的光合作用
【答案】D
【详解】
A．氧气的物理性质中溶解性是氧气不易溶于水，在室温下，1 L水中只能溶解约30 mL氧气；故A错误；
B．硫在氧气中燃烧放热，产生明亮的蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故B错误；
C．氧气可支持燃烧，但氧气没有可燃性，所以氧气不能作火箭燃料；故C错误；
D．植物光合作用原理是吸收二氧化碳释放出氧气，故D正确。
故选D。
3．下列关于氧气（O2）说法不正确的是（ ）
A．氧气不易溶于水 B．氧气的化学性质比较活泼
C．氧气的密度略比空气大 D．氧气三态都是无色的
【答案】D
【详解】
A．氧气是不易溶于水的，说法正确；
B．氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下，能与很多种物质发生反应，说法正确；
C．氧气的密度略比空气大，说法正确；
D．氧气是无色的，液体氧和固态氧都是蓝色的，说法错误。
故选D。
4．下列物质在氧气中燃烧，发出耀眼白光、生成白色固体的是
A．红磷 B．木炭 C．铁丝 D．镁条
【答案】D
【详解】
A．红磷在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成大量的白烟，故选项错误；
B．木炭在氧气中燃烧无白色固体生成，故选项错误；
C．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，故选项错误；
D．镁与氧气反应发出耀眼的白光，生成氧化镁是白色固体，故选项正确。
故选D．
5．某物质在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。该物质是
A．Fe B．S C．P D．C
【答案】B
【详解】
A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故A不正确；
B．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故B正确；
C．磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，生成一种白色固体，故C不正确；
D．碳在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故D不正确。故选B。
6．下列实验现象描述正确的是
A．硫在氧气中点燃，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．镁在空气中点燃，发出耀眼的白光，生成氧化镁
C．红磷在空气中点燃，产生大量的白雾，生成五氧化二磷
D．铁丝在氧气中点燃，产生红色火焰，生成黑色固体
【答案】A
【详解】
A．硫在氧气中点燃，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，选项正确；
B．镁在空气中点燃，生成氧化镁是实验结论，不是实验现象，选项错误；
C．红磷在空气中点燃，产生大量的白烟，且生成五氧化二磷是实验结论，不是实验现象，选项错误；
D．铁丝在氧气中点燃，火星四射，放出热量，生成黑色固体，选项错误，故选A。
7．下列反应属于化合反应的是
A．蜡烛燃烧 B．双氧水和二氧化锰混合制取氧气
C．硫磺和氧气在点燃的条件下反应 D．加热高锰酸钾制氧气
【答案】C
【详解】
A．蜡烛燃烧是石蜡和氧气在点燃条件下生成二氧化碳和水，生成物多于一种，不是化合反应；
B．过氧化氢在二氧化锰的作用下生成氧气和水，是“一变多”，属于分解反应；
C．硫和氧气在点燃条件下生成二氧化硫，符合“多变一”，属于化合反应；
D．高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，符合“一变多”，是分解反应。
故选C。
8．下列变化中不属于缓慢氧化的是
A．呼吸作用 B．食物腐败
C．硫粉燃烧 D．钢铁生锈
【答案】C
【详解】
A．动植物呼吸的过程反应缓慢，不容易察觉，属于缓慢氧化，故选项错误；
B．食物腐烂是物质与氧气发生的不容易察觉的缓慢氧化过程，故选项错误；
C．硫粉燃烧是剧烈的氧化反应，故选项正确；
D．铁的生锈是不容易察觉的缓慢氧化过程，故选项错误。
故选：C。
9．绿色植物进行光合作用时，生成的能供给动植物呼吸的气体是
A．N2 B．O2 C．CO2 D．Ne
【答案】B
【解析】
A．氮气不支持呼吸，选项错误；
B．氧气支持呼吸，能供给动植物呼吸，选项正确；
C．二氧化碳参与植物的光合作用，但不支持呼吸，选项错误；
D．氖气是一种稀有气体，不支持呼吸，不能供给动植物呼吸，选项错误。故选B。
10．在“氧气的制取与性质”实验中，某同学用一段纱窗上的铁丝，在自己收集的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象。造成实验失败的原因不可能是
A．收集的氧气太少或纯度太低
B．铁丝表面的铁锈未除尽
C．集气瓶底没有铺一层细沙
D．给铁丝加热的温度太低
【答案】C
【详解】
没有观察到火星四射，说明没有的燃烧现象，也是就没有发生铁丝的燃烧，所以所有分析围绕燃烧来进行，更确切地说是铁丝的燃烧条件来进行。燃烧需要可燃物与氧气有一定的接触，且接触越充分越容易燃烧。温度越高燃烧也就越容易。
A．收集到的氧气量太少或纯度太低时，铁丝可能不燃烧，不符合题意；
B．铁丝生锈或表面可能含有油漆时，铁丝可能不燃烧，不符合题意；
C．集气瓶底部铺一层细沙是为了防止生成物溅落炸裂集气瓶的，与铁丝是否能够燃烧无关，符合题意；
D．铁丝的温度未达到着火点时，铁丝不燃烧，不符合题意。
故选C。
11．甲、乙、丙三个集气瓶中，分别盛有氧气、空气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插入瓶中，依次观察到火焰熄灭、继续燃烧、火更旺的是
A．氮气、空气、氧气 B．空气、氮气、氧气
C．氮气、氧气、空气 D．氧气、氮气、空气
【答案】A
【解析】氧气能支持燃烧，氮气不能燃烧、不能支持燃烧，甲、乙、丙三个集气瓶中，分别盛有氧气、空气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插入瓶中，依次观察到火焰熄灭、继续燃烧、火更旺，则甲、乙、丙三个集气瓶中的气体分别是氮气、空气、氧气。故选A。
12．下列有关实验现象的描述，正确的是
A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
C．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
D．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体
【答案】D
【解析】A．红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；B．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误；C．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，故选项说法错误；D．铁丝在氧气中燃烧火星四射，放出热量，生成黑色固体，故选项说法正确。故选D。
【能力提升】
1．下列有关氧气的组成、结构、性质和用途的说法中，正确的是（ ）
A．氧气极易溶于水
B．氧气是一种化学性质非常活泼的气体
C．氧气由氧元素组成，氧气由2个氧原子构成
D．炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气
【答案】D
【解析】A．氧气不易溶于水，故A说法不正确；
B．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，故B说法不正确；
C．氧气由氧元素组成，每个氧分子由2个氧原子构成，故C说法不正确；
D．炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气，故D说法正确。
故选：D。
2．某学生在做镁带燃烧的实验时，先用火柴去点燃镁带，镁条并没有燃烧，后改用酒精灯去点燃镁带，镁带燃烧了。对于该现象解释有误的是
A．可燃物燃烧需要氧气存在的同时，温度达到它的着火点
B．火柴温度低达不到镁带燃烧时的着火点，所以镁带不能燃烧
C．酒精燃烧的温度能够达到镁带的着火点，并且周围有氧气，所以镁带能够燃烧
D．改用酒精灯点燃，降低了镁带的着火点，所以镁带能够燃烧
【答案】D
【解析】A．可燃物燃烧需要氧气存在的同时，温度达到它的着火点；
B．火柴温度低达不到镁带燃烧时的着火点，所以镁带不能燃烧；
C．酒精燃烧的温度能够达到镁带的着火点，并且周围有氧气，所以镁带能够燃烧；
D．物质的着火点是物质的属性，不能随意改变，说法错误。故选D。
3．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C．该反应的化学方程式为3Fe+2O2=Fe3O4
D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
【答案】B
【解析】
A．铁的着火点较高，不易引燃，实验时，点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴将要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，故选项错误；
B．铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，故选项正确；
C．反应化学方程式需要标注反应条件，方程式为3Fe+2O2Fe3O4， 故选项错误；
D．集气瓶底部的水是为了防止熔融状态的生成物温度过高炸裂瓶底，所以可以用细沙代替，故选项错误；
故选：B。
4．甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据下图中所发生的化学反应，进行总结归纳并回答下列问题：
（1）所发生的三个反应有多个共同的特点，分别是① ，② ，③ ，④ （只答四点即可），它们也有许多不同，请指出其中一个与另外两个的不同之处： 。
（2）甲进行实验时，燃烧匙中硫的状态是 。
（3）写出上述三个实验中有白烟产生的那个反应的文字表达式 。
【答案】（1）反应物都有氧气；反应条件为点燃；都为化合反应；红磷燃烧生成物是固体而其它的生成物是气体；
（2）液态；
（3）铁+氧气四氧化三铁
【解析】（1）根据图中所发生的化学反应，进行总结归纳它们的共同点为：①反应物都有氧气；②反应条件为点燃；③都为化合反应；④都是氧化反应；根据它们反应后的生成物可以知道，硫燃烧产生了二氧化硫为气体，红磷燃烧产生了五氧化二磷为固体，木炭燃烧产生了二氧化碳气体，故它们的产物的状态不同。
（2）硫先熔化再燃烧，故答案为：液态；
（3）铁丝燃烧有黑色固体生成，反应的文字表达式为铁+氧气四氧化三铁。
5．小明同学做可燃物在氧气中燃烧的实验如图。
（1）图A中燃烧的文字表达式为______，为了检验燃烧时的生成物，应进行的操作是______。
（2）图B实验中的现象是______。
（3）写出图C中的文字表达式______。小明实验过程中，发现C中集气瓶底炸裂，分析原因是______。
（4）图示三个燃烧反应的共同点是都是______（写一条）。
【答案】碳＋氧气二氧化碳 将澄清石灰水倒入集气瓶中，澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳 硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体 铁＋氧气四氧化三铁 未在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙 都是氧化反应（合理即可）
【详解】
（1）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，该反应的文字表达式为：碳＋氧气二氧化碳；通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，故可将澄清石灰水倒入集气瓶中，澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳；
（2）硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体；
（3）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：铁＋氧气四氧化三铁；
铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，集气瓶炸裂可能是未在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，高温熔融物溅落，炸裂瓶底；
（4）三个反应都是物质与氧气发生的反应，都属于氧化反应等。
6．下图是铁丝在氧气中燃烧的流程图。
（1）实验时要先把铁丝弯成螺旋状的原因是 。
（2）许飞同学在实验时，集气瓶炸裂了，请你帮助他分析一下。可能的原因 。
（3）铁丝在空气中和在纯氧气中反应情况不同，说明化学反应除与温度、压强、催化剂等条件有关外，还与________有关。
（4）金属铁能在氧气中剧烈燃烧，许飞同学对“铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行如下探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4 mm)放入氧气中燃烧时的实验现象记录。请你帮助分析回答：
燃烧物 镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 剧烈燃烧，发出耀眼白光，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 (未填)
①铁在氧气中燃烧的化学反应的文字表达式为 。
②你认为表中“未填”的实验现象是 。
③分析上述实验现象，你认为造成铁丝在氧气中燃烧时现象不同的主要原因可能是 。
【答案】 （1）增加铁丝的受热面积，便于达到其着火点
（2）集气瓶没有留少量的水（合理即可）
（3）反应物浓度
（4）；剧烈燃烧，火星四射；铁丝中含碳量不同
【解析】（1）实验时要先把铁丝弯成螺旋状的原因是增加铁丝的受热面积，便于达到其着火点。
（2）许飞同学在实验时，集气瓶炸裂了，可能的原因是集气瓶受热不均匀，可能是集气瓶没有留少量的水，或者没有铺一层细沙，或者燃烧的铁丝碰到了集气瓶内壁。
（3）铁丝在空气中和在纯氧气中反应情况不同，说明化学反应除与温度、压强、催化剂等条件有关外，还与反应物浓度有关。
（4）① 铁在氧气中燃烧，会生成四氧化三铁，化学反应的文字表达式为 。
② 表中“未填"的实验现象是剧烈燃烧，火星四射。
③ 分析上述实验现象，造成铁丝在氧气中燃烧时现象不同的主要原因可能是铁丝中含碳量不同。
【拓展培优】
1．现有A、B、C、D四种物质：A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，同时生成一种黑色固体C。D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内：
A是 ；B是 ；C是 ；D是 。
【答案】氧气；铁；四氧化三铁；二氧化碳
【解析】根据题中的叙述“A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，同时生成一种黑色固体C”，可知A为氧气；B是铁丝，C为四氧化三铁；根据“D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊”可知D是二氧化碳。故答案为：氧气；铁；四氧化三铁；二氧化碳。
2．某化学兴趣小组在做“铁在氧气里燃烧”实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与。
【探究一】：铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】：取0.38 mm的铁丝，分别在体积分数为、、、的中实验。
实验现象
实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红
【结论】：就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为________，且氧气浓度越大，燃烧现象越________．（填“剧烈”或“不剧烈”）。
【探究二】：铁丝燃烧产生火星四射的原因
（1）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是________。
（2）小明按图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是________。
（3）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯铁丝和不同含碳量的铁丝（铁丝直径为0.4 mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析完成下表：
物质 纯铁丝 含碳的铁丝 含碳的铁丝 含碳的铁丝
燃烧时 的现象 无火星四射现象， 熔断 剧烈燃烧 极少火星 剧烈燃烧 少量火星 ________
通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和________（填元素符号）有关。
【答案】大于55% ；剧烈 ；引燃铁丝铁丝；燃烧时碰到了集气瓶内壁 ；剧烈燃烧火星四射 ；C
【解析】探究一：由实验现象可知，当氧气的体积分数降低至55%时，铁丝不能燃烧，就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数应该是大于55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈；探究二：（1）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是引燃铁丝；（2）按图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是铁丝燃烧时碰到了集气瓶内壁；（3）由实验现象可知，随着铁丝中含碳量的升高，铁丝燃烧越来越剧烈，火星越来越多，含碳0.6%的铁丝能够在氧气中剧烈的燃烧，火星四射；通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和碳元素的含量有关，碳元素的元素符号是C。
3．某化学兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣，进行了一系列探究活动，请你一同参与。
（探充一）铁丝燃烧是否需要纯氧
（实验内容）取长短相同直径均为0.38 mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验。
（实验现象）
O2% 90% 70% 60% 55%
实验现象 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧
（1）在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，最好用________法收集，理由是________。
（2）若用如图1装置收集一瓶（150 mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是：在150 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。则停止通入氧气时量筒内水的体积约为________（提示：空气中氧气的体积分数约为是1/5）。
（3）（结论）就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在________范围。
（4）（探究二）铁丝燃烧产生火星四射的原因
（查阅资料）日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。
（实验内容）取长短相同、直径均为0.20 mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。
下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录，请你分析完成下表：
物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 ________
（5）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和________（填元素符号）有关。这种细铁丝燃烧时，同时生成________（填化学式）气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
*（6）（探究三）对含有铁粉的“暖宝宝”进行探究，并利用发热原理测定空气中氧气的体积分数。
（查阅资料）①铁粉是黑色；②铁能与稀盐酸发生反应产生氢气。
同学们在实验室打开一片暖宝宝，取出其中黑色粉末做了下面的实验。
Ⅰ黑色粉末成分的探究
操作 现象 结论
取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸 ________ 黑色粉末中有铁粉
反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过________（操作名称）。干燥，获得黑色粉末。取样于试管中，通入氧气点燃，产物通入澄清石灰水。 澄清石灰水变浑浊 黑色粉末中还有活性炭粉
（7）Ⅱ探究“暖宝宝”反应原理与铁的生锈本质是否一致
按图2（夹持仪器已略去）采用传感器收集数据，将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中，密封装置，开始收集，观察曲线变化（如图3A、图B、图C）。
从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与________和________等物质发生反应，并________热量（填写“吸收”或“放出”），这一反应与铁生锈原理一致。
（8）Ⅲ实验拓展
利用上述原理，同学们设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图4所示，量筒中水的读数为100 mL。
①实验过程中，可以观察的现象是________。
②冷却一段时间之后，打开弹簧夹，水从量筒中流入玻璃瓶（容积为250 mL）最后量筒内水为63 mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计），通过计算，本实验数据测得空气中氧气的体积分数为：________。
③上述结果与理论值相比，引起误差的原因可能是________。
A装置漏气
B暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足
C温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积
D弹簧夹未夹紧
E最后读取量筒中水的体积是俯视读数
【答案】 （1）排水；氧气不易溶于水，用排水法收集的氧气纯度较高
（2）75 mL （3）55%﹣60% （4）剧烈燃烧，火星四射 （5）C；CO2
（6）产生大量气泡；过滤 （7）水；氧气；放出
（8）温度计温度升高；16.8%；ABCE
【解析】探究一：（1）氧气不易溶于水，用排水法收集的氧气纯度较高，故用排水法收集不同体积分数的氧气；（2）这一瓶气体中氧气的总量是150 mL×60%＝90 mL，氮气的体积是150 mL﹣90 mL＝60 mL，空气的体积是75 mL，那么停止通入氧气时量筒内水的体积是150 mL﹣75 mL＝75 mL；由于0.38 mm铁丝在60%的氧气中还能够燃烧，在55%的氧气中不能燃烧的事实可知，就0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在55%﹣60%范围；
探究二：（4）由实验现象可知，铁丝中含碳量的升高，铁丝燃烧越剧烈，火星越多，含碳0.6%的铁丝燃烧现象是剧烈燃烧，大量火星；（5）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和C元素有关，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳；
探究三：Ⅰ．取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸，铁粉与稀盐酸反应产生氢气，故产生大量气泡；反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过过滤，干燥，获得黑色粉末，过滤能分离不溶性杂质；Ⅱ．从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与水和氧气反应，并放出热量，这一反应与铁生锈原理一致；Ⅲ．①暖宝宝与空气中氧气反应，放出大量的热，故温度计温度升高；②铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是（250﹣20）mL＝230 mL，进入水的体积是（100﹣63）mL＝37 mL，即氧气的体积是37 mL，因此氧气的体积分数＝37 mL÷
230 mL×100%≈16.8%；（3）A．装置漏气，测得空气中氧气含量偏低，故低于理论值；
B．暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足，则空气中氧气未被完全消耗完，故测得氧气含量低于理论值；
C．温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积，集气瓶内压强大于外界压强，测得氧气含量低于理论值；
D．弹簧夹未夹紧，气体受热膨胀逸出，测得空气中氧气含量偏高，故高于理论值；
E．最后读取量筒中水的体积是俯视读数，导致进入集气瓶内水的体积读数偏小，测得氧气含量也偏小，故低于理论值。