摘要:通过对碳.铁在氧气中燃烧实验的探究.进一步认识氧气的化学性质.采用分析--对比的方法.认识分解反应的特点.
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在做“铁在氧气里燃烧”实验时,小芳等同学进行了以下探究活动,请你一同参与.
【探究一】:探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】:取0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验.
实验现象
【结论】:就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数为
【拓展】:
(1)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理,请说出理由?
【探究二】:探究铁丝燃烧产生火星四射的原因
实验内容】:取纯铁丝和铁丝含碳量分别为0.1%、0.32%、0.52%、0.69%的铁丝 (直径均为0.20mm),分别在氧气中进行实验.
【结论】:铁丝燃烧产生火星四射现象和
【探究三】:探究铁丝的纯度
探究小组取2.10g 铁丝在足量的氧气中充分燃烧,产物经过除杂处理后,得到四氧化三铁的质量为2.32g,试通过计算求出铁丝中铁的质量分数.(要求写出计算过程)
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【探究一】:探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】:取0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验.
实验现象
| O2% | 90% | 70% | 65% | 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,实验成功 | 燃烧比70%弱,燃烧时间比70%短,实验成功 | 燃烧比65%弱,燃烧时间更短,实验成功 | 难以燃烧,只是发红 |
>55%
>55%
,且氧气浓度越大,燃烧现象越剧烈
剧烈
.(填“剧烈”或“不剧烈”);【拓展】:
(1)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理,请说出理由?
不合理
不合理
(填“合理”或“不合理”),理由:0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%~59%的范围内燃烧
0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%~59%的范围内燃烧
;【探究二】:探究铁丝燃烧产生火星四射的原因
实验内容】:取纯铁丝和铁丝含碳量分别为0.1%、0.32%、0.52%、0.69%的铁丝 (直径均为0.20mm),分别在氧气中进行实验.
| C% | 纯铁丝 | 0.1% | 0.32% | 0.52% | 0.69% |
| 实验现象 | 无火星四射现象,熔断 | 有短暂火星四射现象,实验欠成功 | 火星四射现象明显,实验成功 | 燃烧比0.32%剧烈,火星四射更明显,实验成功 | 燃烧比0.52%更剧烈,火星四射,实验成功 |
C
C
(填元素符号)有关,就0.20mm铁丝而言,燃烧剧烈程度和其含量的关系为对0.2mm的铁丝而言,含碳量越高,火星四射现象越明显
对0.2mm的铁丝而言,含碳量越高,火星四射现象越明显
.【探究三】:探究铁丝的纯度
探究小组取2.10g 铁丝在足量的氧气中充分燃烧,产物经过除杂处理后,得到四氧化三铁的质量为2.32g,试通过计算求出铁丝中铁的质量分数.(要求写出计算过程)
(1)小组同学猜想与铁丝的成份有关,常见的铁合金有
生铁
生铁
和钢
钢
.(2)有些木炭在氧气中燃烧的现象′(如图1)与铁丝在氧气中燃烧现象(如图2)相似,于是小组同学设计了以下的实验方案,其中不合理的是
b
b
a.将粗细不同的纯铁丝,分别在氧气中燃烧,对比不同.
b.将纯铁丝、细钢丝在同一瓶氧气中先后燃烧,对比不同.
c.将纯铁丝、细钢丝分别在氧气中燃烧,对比不同.
(3)小组同学取了几种不同材质的铁丝进行了在氧气中燃烧的对比实验,结果如下表:
| 铁 丝 材 质 | 实 验 现 象 |
| 纯铁丝 | 火星很少,燃烧不剧烈 |
| 低碳钢丝 | 火星较多,燃烧剧烈 |
| 高碳钢丝 | 火星四射,燃烧剧烈 |
含碳量
含碳量
有关.请写出与铁丝燃烧火星四射有关的两个化学方程式:①3Fe+O2
Fe3O4
| ||
3Fe+O2
Fe3O4
;②
| ||
C+O2
CO2
| ||
C+O2
CO2
.
| ||
(4)某同学对课本上提出的“取几根细铁丝,拧成一束”进行实验的原因进行了探究:
| 铁丝根数 | 铁丝燃烧情况 |
| 1根细铁丝 | 燃烧不剧烈,有火星四射. |
| 2根细铁丝拧成一束 | 比1根铁丝燃烧剧烈,火星四射明显. |
| 3根细铁丝拧成一束 | 比2根铁丝燃烧剧烈,火星四射更明显. |
保持铁丝持续燃烧所需的温度
保持铁丝持续燃烧所需的温度
.在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶.(实验装置如图1所示)回答下列问题:
(1)该反应的符号表达式是
4P+5O2
2P2O5
| ||
4P+5O2
2P2O5
.
| ||
(2)小涵用上述实验装置测定的结果是:空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差,其操作上的原因可能是(要求答出两种):
①
装置漏气
装置漏气
;②红磷不足(合理均可)
红磷不足(合理均可)
.(3)小盈也设计了一个实验方案,装置和操作同上,只不过用木炭代替红磷.当木炭停止燃烧,集气瓶冷却至室温,打开铁夹后,水能否进入集气瓶?为什么?
不能;木炭燃烧生成二氧化碳,不能产生压强差
不能;木炭燃烧生成二氧化碳,不能产生压强差
(4)若仍然用木炭代替红磷,小盈的实验方案应作何改进,才能保证实验成功?(只需答出实验方案中须改进的地方)
在集气瓶内壁预先涂一层氢氧化钠溶液;或在瓶塞上插入吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管,在打开铁夹前,将滴管中的氢氧化钠溶液注入集气瓶中
在集气瓶内壁预先涂一层氢氧化钠溶液;或在瓶塞上插入吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管,在打开铁夹前,将滴管中的氢氧化钠溶液注入集气瓶中
(5)而小淳同学更是对实验装置进行了大胆的改造,设计了如下图所示的装置.请根图2示实验回答下列问题:
①闭合电源开关,可以观察到白磷
燃烧,发出黄光,产生大量白烟
燃烧,发出黄光,产生大量白烟
②装置冷却到室温时,可观察到U型管内左侧液面
上升至1刻度处
上升至1刻度处
.③通过这个实验得出结论:
氧气约占空气总体积的
| 1 |
| 5 |
氧气约占空气总体积的
.| 1 |
| 5 |
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是:
不溶于水
不溶于水
、不支持燃烧(合理均可)
不支持燃烧(合理均可)
.某有机物6.4g在8.0g氧气中燃烧,得到一氧化碳、二氧化碳、水蒸气的混合气体共14.4g为测定混合气体中各种气体的质量,甲、乙、丙三位同学设计了下列实验方案(假定每步反应都完全进行,每次都能准确测定装置的质量变化)
甲方案:将混合气体先通过浓硫酸,再通过用酒精灯加热的氧化铁
乙方案:将混合气体先通过浓硫酸,再通过碱石灰(CaO、NaOH的混合物)
丙方案:将混合气体先通过碱石灰,再通过浓硫酸
下列对三种实验方案的评价正确的是( )
甲方案:将混合气体先通过浓硫酸,再通过用酒精灯加热的氧化铁
乙方案:将混合气体先通过浓硫酸,再通过碱石灰(CaO、NaOH的混合物)
丙方案:将混合气体先通过碱石灰,再通过浓硫酸
下列对三种实验方案的评价正确的是( )
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[活动与探究]
将点燃的蜡烛放入到集气瓶中.当蜡烛熄灭.瓶子冷却到室温时打开弹簧夹,请你推测:她观察到的现象是:进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一.但她发现,观察到的现象与理论值相比偏小.
[猜想与假设]
她对测定值偏小作出以下两个猜想:
猜想一:从蜡烛燃烧的产物中作出猜想.她作出猜想的理由是:反应产生了二氧化碳气体,集气瓶内气体压强减小量不到总压强的五分之一.
猜想二:集气瓶内的氧气没有耗尽.
{方案与验证}
验证猜想一:她对原实验方案进行了改进.将原来瓶内盛装的水改换成了NaOH 溶液;
验证猜想二:他又设计了图2所示实验.在胶塞上同时放置-个下面捆有铁片凹槽的电烙铁.凹槽内放有白磷.待蜡烛熄灭后(蜡烛有剩余).接通电烙铁电源.发现:白磷燃烧,产生大量白烟.由此可以说明:集气瓶内还有氧气.证明猜想二成立.
[反思与评价]通过以上实验给你的启示是:认真观察,不忽视任何可能出现的情况.
[拓展与应用]根据以上图2实验,可以提醒我们可燃物燃烧时,需要满足 与氧气接触这一条件.