题目内容

【题目】已知白磷的着火点为40℃,某化学兴趣小组为探究可燃物的燃烧条件,设计并进行了如下实验(实验过程中长颈漏斗下端始终在液面以下;注射器的摩擦力忽略不计):

1)实验前需要检验装置的气密性,写出检验该装置气密性的方法:______________

2)写出白磷燃烧的化学方程式:__________________________

实验步骤

实验现象

①将白磷放在燃烧匙内,塞好胶塞

②从长颈漏斗向瓶内迅速注入60℃的水至刚刚浸没白磷

白磷没燃烧

③连接好注射器,向瓶内推入空气,瓶内水面下降,停止推入空气

白磷燃烧,有白烟产生

④白磷熄灭后,瓶内水面上升,最后淹没白磷

白磷熄灭

3)对比步骤②和③可知,可燃物燃烧条件之一是___________________,若把60℃的水换成20℃的水,重复实验步骤②和③,对比两次实验现象,还可以得出可燃物燃烧需要满足的条件是_______________

4)步骤④中瓶内液面上升,原因是____________________

(实验拓展)用仪器测定白磷燃烧时集气瓶内氧气体积分数的变化,结果如图2所示[横坐标为反应时间(s),纵坐标为密闭容器中氧气的体积分数(%]

5)通过分析数据,你对燃烧需要氧气有什么新的认识:___________________

6)分析图2中曲线变化趋势可知,在___________________(填字母)点时白磷全部熄灭。请解释曲线AB段、BC段、CD段的变化原因:

AB段:____________________________________________

BC段:____________________________________________

CD段:____________________________________________

【答案】从长颈漏斗加入水至下端浸没水中,向右拉动注射器,若长颈漏斗下端有气泡产生,则说明装置气密性良好 与空气(或氧气)接触 温度达到可燃物的着火点 白磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强减小 可燃物燃烧需要一定体积分数的氧气(合理即可) B 白磷燃烧将氧气消耗,导致氧气减少 白磷燃烧,反应过程较剧烈、较快,导致瓶内气体浓度不均匀 因为分子不断运动,最终瓶内各部分气体浓度均匀

【解析】

1)检查该装置气密性的方法:从长颈漏斗加入水至下端浸没水中,向右拉动注射器,若长颈漏斗下端有气泡产生,则说明装置气密性良好,因为向右拉动注射器,装置内压强减小,在大气压的作用下,空气通过长颈漏斗进入装置中,故填:从长颈漏斗加入水至下端浸没水中,向右拉动注射器,若长颈漏斗下端有气泡产生,则说明装置气密性良好;

2)磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,该反应的化学方程式为:

3)②从长颈漏斗向瓶内迅速注入60℃的水至刚刚浸没白磷,白磷没有燃烧;③连接好注射器,向瓶内推入空气,瓶内水面下降,停止推入空气 ,白磷燃烧,有白烟产生,60℃达到了白磷的着火点,水下的白磷不燃烧,与空气接触的白磷燃烧,说明可燃物燃烧条件之一是:与空气(或氧气)接触;

若把60℃的水换成20℃的水,重复实验步骤②和③,白磷均不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;

4)白磷燃烧,消耗氧气,待装置冷却至室温后,装置内压强减小,在外界大气压的作用下,装置内液面上升,故填:白磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强减小;

5)由图可知,随着反应的进行,氧气的体积分数逐渐减小,待氧气的体积分数减小到一定程度时,白磷不再燃烧,说明可燃物燃烧需要一定体积分数的氧气;

6)由图可知,B点时,氧气的体积分数最小,说明这时,白磷全部熄灭,故填:B

AB段:白磷燃烧消耗氧气,随着反应的进行氧气体积分数逐渐减小,故填:白磷燃烧将氧气消耗,导致氧气减少;

BC段:白磷燃烧反应剧烈、较快,导致瓶内气体浓度不均匀,导致测得氧气浓度略微升高,故填:白磷燃烧,反应过程较剧烈、较快,导致瓶内气体浓度不均匀;

CD段:分子在不断运动,反应完全后,瓶内的气体又重新均匀分布,使得氧气浓度趋于平缓,故填:因为分子不断运动,最终瓶内各部分气体浓度均匀。

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