题目内容

20．某化学兴趣小组的同学对蜡烛的燃烧和空气中氧气含量的测定进行了一系列的探究，请你参与并回答下列问题．

【发现问题1】点燃蜡烛，发现蜡烛火焰的明亮程度不一样，是什么原因所致呢？
【猜想与假设1】猜想①：蜡烛中可燃物成分不一样；
猜想②：蜡烛烛心棉线长短不同．
【发现问题2】同学们用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，发现蜡烛熄灭后，回流到集气瓶中的水远小于瓶容积的$\frac{1}{5}$．是什么原因所致呢？
【猜想与假设2】猜想①：蜡烛燃烧产生CO2气体；
猜想②：装置漏气；
猜想③：没有冷却至室温．
【实验验证】将蜡烛点燃后用氧气传感器定量测定瓶中的氧气含量．数据如图1．
【得出结论】此实验中空气中氧气体积分数降低了5.18%．
【拓展探究】
（1）某同学用氧气传感器定量测定密闭条件下足量红磷燃烧时氧气的含量变化，如图2，在110秒时氧气的含量有所上升，接着再慢慢下降，最终维持在8.85%左右．请你试着解释图象变化的可能原因是：
①红磷燃烧放出热量使得氧气体积膨胀；
②装置漏气，空气进入装置．
你对氧气含量最终维持在　8.85%左右是怎么理解的？当装置的氧气含量低到8.85%时，红磷就不能继续燃烧而熄灭，所以氧气的含量最终维持在8.85%左右．
（2）图3所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保持下来．图4、图5是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图（该装置气密性好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）
①反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的原因是：燃烧放热，压强增大．
②p=0.79p0，p′=p0，请解释这一现象的原因：红磷燃烧消耗氧气，压强减小；由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变．

分析 【猜想与假设1】根据影响燃烧的剧烈程度的因素来分析；
【猜想与假设2】根据发现的问题以及实验装置来分析可能的原因；
【得出结论】根据反应前后氧气含量的数据来分析；
【拓展探究】
（1）红磷燃烧放出热量，导致氧气体积膨胀或装置漏气；氧气含量过低，红磷不能发生燃烧．
（2）根据压强的不同原因来分析；根据木炭燃烧生成气体来分析．

解答 解：【猜想与假设1】可能与蜡烛烛心棉线的长短有关，棉线越长，与空气的接触面越大，燃烧也越旺盛，故填：蜡烛烛心棉线长短不同；
【猜想与假设2】蜡烛熄灭后，进入的水的体积远小于瓶子容积的五分之一，可能是蜡烛燃烧生成了二氧化碳，还可能是装置漏气或没有冷却至室温，蜡烛燃烧需要一定的氧气，故填：装置漏气；没有冷却至室温；
【得出结论】反应前，装置内空气中氧气的体积分数约为21%，蜡烛熄灭后，瓶内氧气的含量为15.82%，此实验中空气中氧气体积分数降低了：21%-15.82%=5.18%；故填：5.18；
【拓展探究】
（1）在110秒时氧气的含量有所上升，接着再慢慢下降，可能是红磷燃烧放出热量使得氧气体积膨胀或装置漏气，空气进入装置；故填：红磷燃烧放出热量使得氧气体积膨胀；装置漏气，空气进入装置；
当装置的氧气含量低到8.85%时，红磷就不能继续燃烧而熄灭，所以氧气的含量最终维持在8.85%左右；
（2）①反应开始时，物质燃烧放出大量的热，气体体积受热膨胀，所以集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的；
②红磷燃烧消耗氧气，压强减小；由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变．
答案：
【猜想与假设1】蜡烛烛心棉线长短不同；
【猜想与假设2】②装置漏气；③没有冷却至室温；
【得出结论】5.18；
【拓展研究】（1）红磷燃烧放出热量使得氧气体积膨胀；装置漏气，空气进入装置；当装置的氧气含量低到8.85%时，红磷就不能继续燃烧而熄灭，所以氧气的含量最终维持在8.85%左右．
（2）①燃烧放热，压强增大；②红磷燃烧消耗氧气，压强减小；由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变．

点评 解这类题目，主要是根据实验现象总结实验结论，根据结论得出的物质性质，属基础性知识考查题．

练习册系列答案
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10．如图表示某化学反应微观示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．图示中x的数值为4
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11．如图是初中化学常用的部分实验仪器，据此回答问题：

（1）写出标有序号的仪器名称：①酒精灯 ②集气瓶；
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（3）应选用气体发生装置和收集装置为A、C（或D）（填字母编号）实验中，有同学发现对药品加热一段时间后收集不到氧气，可能的原因是装置漏气．
8．铁矿石含氧化铁（Fe2O3），已知矿石中铁的含量63%，试计算矿石中氧化铁的质量分数．
15．火力发电厂用石灰石泥浆吸收废气中的二氧化硫以防止污染环境，其反应方程式为：2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2．请计算：
（1）若100克废气中含6.4克二氧化硫，则处理100克这种废气需含碳酸钙（CaCO3）的石灰石多少克？
（2）处理上述100克废气，可得到含CaSO4 85%的粗产品多少克？
5．25℃时向氯化钙饱和溶液中加入一定量的水后，下列有关该溶液的叙述正确的是（　　）
A．溶质的溶解度不变B．溶质的质量分数不变
C．仍为饱和溶液D．溶质的质量变小
12．在实验室中，下列做法正确的是（　　）
A．在演示实验和分组实验中，要力求利用最少的实验用品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物
B．取用液体药品时，要把瓶塞反放在桌面上，标签朝向手心，放回原处时标签向外
C．做氢气等可燃性气体的燃烧实验时，应先检验气体的纯度后再点燃气体，以防爆炸
D．不能用手接触实验室里的药品，不要凑到容器口闻气体的气味，不能尝药品的味道
E．给试管里的液体加热时，不要把拇指按在试管夹短柄上，试管口不能对着自己，试管内液体不超过试管容积的一半
9．阅读下列科普短文，然后回答问题．
臭氧的化学式是O3，在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体．
臭氧不稳定，一旦受热极易转化成O2，并放出大量的热，臭氧的氧化能力比氧气（O2）强得多．
若将O2通过臭氧发生器，在无声放电条件下，从臭氧发生器出来的O2中含有3%的O3．
臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面25km处有一个厚度极薄的臭氧层．臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害．它是一切生命的保护层．超音速飞机排出的废气中的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、一氧化氮（NO）等气体、家用电冰箱中使用的制冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加，如不采取措施，后果不堪设想．
（1）将带火星的木条伸入到盛有O3的集气瓶中，可以看到带火星的木条复燃的现象．
（2）写出在臭氧发生器中，O2转变为O3的符号表达式3O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O3．氧气转变成臭氧的过程发生化学变化（填“物理”或“化学”）．
（3）应采取减少氟里昂的使用 的方法保护臭氧层．
（4）二氧化硫（SO2）遇到O3微热，即被迅速氧化成三氧化硫（SO3），SO3跟水反应生成硫酸，这是除去废气中SO2的理想方法．写出SO2与O3反应的符号表达3SO2+O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3SO3．该反应从反应物、生成物的物质种类看是化合反应，从物质与氧结合的角度看是氧化反应．
10．下列关于化学反应X2+3Y2=2Z的叙述错误的是（　　）
A．Z的化学式为XY3
B．若mg X2和ng Y2充分反应，则生成Z的质量一定是（m+n）g
C．若X2和Y2的相对分子质量分别为M和N，则Z的相对分子质量为（M+N）
D．若ag X2完全反应生成bg Z，则同时消耗（b-a）g Y2

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