13. 学习了氧气的性质后，小刚对氧气的性质进行了再探究。
（1）如果把自然界水里溶解的气体收集起来，分析的结果是氧气的体积分数大于21%，氮气的体积分数小于78%，此现象说明氧气在水中的溶解能力
＞
（填“＜”“＞”或“=”）氮气在水中的溶解能力。
（2）装满氧气的集气瓶按如图所示放置。用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入，发现木条复燃，且甲中燃烧比乙中更旺。根据上述实验现象可以推出氧气的两点性质是：
密度比空气的大
；
能支持燃烧
。
答案：(1) ＞
(2) 密度比空气的大 能支持燃烧
解析:(1)空气中氮气约占空气体积的78%,氧气约占空气体积的21%。把自然界水里溶解的气体收集起来,分析的结果是氧气的体积分数大于21%,氮气的体积分数小于78%,说明氮气和氧气在水中的溶解能力不同,可知氧气比氮气在水中的溶解能力更强。(2)带火星的木条复燃,说明氧气能支持燃烧;甲中燃烧比乙中更旺说明甲中氧气的浓度比乙中的大,从而说明氧气密度比空气的大。
解析：
【分析】
首先分析第(1)问：空气中氮气约占78%、氧气约占21%，而水中溶解的气体中氧气体积分数大于21%、氮气体积分数小于78%，说明相同条件下，氧气在水中溶解的量比氮气多，因此可判断氧气在水中的溶解能力更强。
然后分析第(2)问：带火星的木条复燃，说明氧气能支持燃烧；甲中集气瓶正放，乙中集气瓶倒放，甲中木条燃烧比乙中更旺，是因为氧气密度比空气大，正放时瓶内氧气不易逸出，浓度更高，倒放时氧气易散失，浓度更低，由此可推出氧气的密度比空气大。
【解析】
(1) 空气中氮气的体积分数约为78%，氧气约为21%。将水中溶解的气体收集后，氧气的体积分数大于21%，氮气的体积分数小于78%，说明相同条件下，氧气在水中的溶解量多于氮气，因此氧气在水中的溶解能力＞氮气的溶解能力。
(2) 带火星的木条插入后复燃，证明氧气能支持燃烧；甲装置中集气瓶正放，乙装置中集气瓶倒放，甲中木条燃烧更旺，说明甲中氧气浓度更高，原因是氧气密度比空气大，正放时氧气不易逸出，倒放时氧气易散失，因此可推出氧气密度比空气大。
【答案】
(1) ＞
(2) 密度比空气的大；能支持燃烧
【知识点】
氧气的溶解性；氧气的化学性质；氧气的物理性质
【点评】
本题结合实验现象和数据考查氧气的相关性质，属于基础知识点的应用，需要学生对比分析实验数据和现象得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.7
14. 新趋势 项目式探究（2026·江苏常州月考改编）化学兴趣小组的同学在实验室进行“氧气的性质”实验时发现，铁丝在氧气中的燃烧现象不同，由此同学们对该实验进行深入研究，写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：
铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
。
【探究一】铁丝燃烧产生火星四射现象的原因。
（1）小明按图1实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是
未在集气瓶底加少量水(或未在集气瓶底铺少量沙子)
（写出一个即可）。
（2）小明继续对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表记录了他将纯铁丝和不同含碳量的铁丝（铁丝直径相同）放入氧气中燃烧时的实验现象。请你分析完成下表。
通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和
碳
含量多少有关。
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象还可能与
铁丝的粗细程度
（写出一个即可）有关。请设计实验方案进行验证：
取含碳量相同,直径分别为0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm的铁丝放入相同浓度、相同体积的氧气中燃烧,观察到铁丝越细,燃烧越剧烈,说明铁丝在氧气中燃烧的现象与铁丝的粗细程度有关
。
【探究二】铁丝绕成螺旋状的原因。
小芳同学：为了增大铁丝与氧气的接触面积。
小丽同学：为了聚热效果好，使未燃的铁丝更好地预热。
在老师的指导下，小组同学取3根相同的铁丝，将1根拉直，另2根绕成宽窄不同的螺旋状，进行图2所示的实验，实验中3个相同的集气瓶内均盛有等量的水和氧气。
（4）实验现象：铁丝均燃烧，剧烈程度不同，Ⅱ最剧烈，其次是Ⅲ，较弱的是Ⅰ。
你认为
小丽
（填“小芳”或“小丽”）同学的说法合理，其理由是
铁丝的长度相同,与氧气的接触面积相等
。
答案：铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
(1) 未在集气瓶底加少量水(或未在集气瓶底铺少量沙子)
(2) 剧烈燃烧,大量火星 碳
(3) 铁丝的粗细程度 取含碳量相同,直径分别为0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm的铁丝放入相同浓度、相同体积的氧气中燃烧,观察到铁丝越细,燃烧越剧烈,说明铁丝在氧气中燃烧的现象与铁丝的粗细程度有关
(4) 小丽 铁丝的长度相同,与氧气的接触面积相等
解析:(1)题图1中实验,未在集气瓶底加少量水或铺少量沙子,造成高温固体溅落,炸裂瓶底。
(2)通过题表中数据,可以看出铁丝含碳量越高,燃烧火星越多,所以含碳0.6%的铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,也说明铁丝燃烧产生火星四射现象和碳的含量多少有关。
(3)铁丝在氧气中燃烧的现象还可能与铁丝的粗细程度有关,取含碳量相同,直径分别为0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm的铁丝放入相同浓度、相同体积的氧气中燃烧,观察到铁丝越细,燃烧越剧烈,说明铁丝在氧气中燃烧的现象与铁丝的粗细程度有关。
(4)铁丝绕成螺旋状时,铁丝的长度相同,与氧气的接触面积相等,所以小丽的说法合理。
解析：
【分析】解题时，首先回忆铁丝在氧气中燃烧的反应，正确书写文字表达式；对于集气瓶炸裂的问题，需考虑铁丝燃烧产生高温熔融物，集气瓶底缺少防护措施会导致炸裂；探究火星四射的原因时，运用控制变量法对比不同含碳量铁丝的燃烧现象，推导影响因素；分析铁丝燃烧的其他影响因素（如粗细）时，同样采用控制变量法设计实验；判断铁丝绕成螺旋状的原因时，控制铁丝长度相同，保证与氧气接触面积不变，结合实验现象得出结论。
【解析】1. 铁丝在氧气中燃烧，反应物为铁和氧气，反应条件为点燃，生成物为四氧化三铁，文字表达式为铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁；2. 铁丝燃烧生成的高温熔融物溅落，若集气瓶底未预先加少量水或铺少量沙子，会使瓶底受热不均而炸裂；3. 对比不同含碳量铁丝的燃烧现象，含碳量越高，火星越多，因此含碳0.6%的铁丝燃烧时剧烈燃烧、大量火星，说明铁丝燃烧产生火星四射现象与碳的含量有关；4. 铁丝燃烧的现象还可能与铁丝的粗细程度有关，设计实验时需控制含碳量、氧气浓度等变量相同，改变铁丝直径，观察到铁丝越细燃烧越剧烈，即可验证；5. 探究螺旋状的原因时，控制铁丝长度相同，保证与氧气接触面积相等，实验中Ⅱ燃烧最剧烈，说明聚热效果好，小丽的说法合理。
【答案】铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁；(1) 未在集气瓶底加少量水(或未在集气瓶底铺少量沙子)；(2) 剧烈燃烧，大量火星；碳；(3) 铁丝的粗细程度；取含碳量相同，直径分别为0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm的铁丝放入相同浓度、相同体积的氧气中燃烧，观察到铁丝越细，燃烧越剧烈，说明铁丝在氧气中燃烧的现象与铁丝的粗细程度有关；(4) 小丽；铁丝的长度相同，与氧气的接触面积相等
【知识点】氧气的化学性质、实验探究（控制变量法）、铁丝燃烧实验
【点评】本题为项目式探究题，围绕铁丝在氧气中燃烧的实验展开，涵盖反应表达式书写、实验异常分析、影响实验现象的因素探究，重点考查控制变量法的应用，要求学生结合实验现象推导结论，注重实验探究能力的培养，是化学实验部分的典型题型。
【难度系数】0.5
