题目内容

19.某校研究性学习小组用如图所示的装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积占集气瓶容积的70%.
(1)图中A仪器的名称是烧杯,燃烧、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是集气瓶中气体减少,压强减少,导致烧杯中的水进入集气瓶.
(2)如果镁条只和空气中氧气反应,则进入集气瓶中的水的体积最多不超过其容积的21%.现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中含氮气.
【发现问题】氮气是怎么减少的呢?
【假设一】氮气与镁条反应而减少.
【假设二】氮气能溶于水.
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁固体.该反应的类型是化合反应.镁条还可以在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁,写出其文字表达式镁+二氧化碳$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁+碳.
(3)通过以上研究,你对燃烧的有关知识有了什么新的认识:燃烧不一定有氧气参加(或燃烧也可以是置换反应;二氧化碳不能灭火;二氧化碳在一定条件下还能支持燃烧等..

分析 (1)如果集气瓶和外界存在压强差,打开止水夹水,水会进入集气瓶;
(2)空气中氧气的体积分数是21%;根据反应物、生成物及其反应条件可以书写反应的文字表达式;
(3)根据实验现象来分析.

解答 解:(1)A仪器是烧杯;点燃镁条、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是集气瓶中气体减少,压强减小,导致烧杯中的水进入集气瓶.
故填:烧杯;集气瓶中气体减少,压强减少,导致烧杯中的水进入集气瓶;
(2)如果镁条只和空气中氧气反应,由于氧气的体积分数是21%,则进入集气瓶中的水的体积最多不超过其容积的21%;故填:21;
由于实验中得到进入水的体积约为70%,也就是说瓶中气体大量被消耗,消耗达70%,即不但消耗完氧气还应该消耗了大量的氮气.在对氮气减小原因的猜测上,除被镁条消耗外,再作出其他猜测时,受氮氧化物的启发可以猜测氮气被氧气消耗形成易溶于水的物质,等等;
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁固体,反应物是两种,生成物是一种,属于化合反应;镁条在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁,反应的文字表达式为:镁+二氧化碳$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁+碳.
故填:氮气能溶于水;化合反应;镁+二氧化碳$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁+碳;
(3)在题中,会发现镁条不但可以在氮气中发生燃烧而且可以在二氧化碳气体中燃烧,与我们所熟悉的燃烧需要氧气不同.
故答:燃烧不一定有氧气参加(或燃烧也可以是置换反应;二氧化碳不能灭火;二氧化碳在一定条件下还能支持燃烧等)

点评 合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.

练习册系列答案
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5.化学是一门以实验为基础的科学.请结合图1回答问题:

(1)标号a的仪器名称为长颈漏斗;
(2)在装置A中加入稀盐酸和大理石,则装置B中反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,装置C中观察到的现象是紫色石蕊变红色;
(3)装置D中观察到下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,不助燃,不可燃;
(4)某化学兴趣小组根据图2甲装置探究“可燃物燃烧的条件”,探究过程中,大家对白磷燃烧后生成的大量白烟是否危害人体健康提出了疑问.
【査阅资料】白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能会与空气中的水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3).
【交流与讨论】白烟对人体健康有害,该装置必须改进,改进后的图乙装置与图甲装置比较,优点是减少污染;
【改进与实验】同学们按改进后的图2乙装置进行实验.
现象解释
a试管中白磷燃烧,热水中白磷没有燃烧
温度未达到红磷的着火点
【反思与评价】有同学指出图乙装置仍有不足之处,并设计了图丙装置,其中气球的作用是缓冲作用,防止胶塞冲出;
【拓展与迁移】待a试管冷却后,将试管倒置于水面下,并取下橡皮塞,发现有水进入试管,进入试管内的水的体积接近试管容积的$\frac{1}{5}$.

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