(11)对燃烧条件的探究
课本实验再现
实验原理:运用控制变量法,通过比较薄铜片上的白磷、红磷和热水中的白磷产生的不同现象,分析归纳得出燃烧的条件。
实验方案 实验现象 分析与结论
铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,热水中的白磷不燃烧 铜片上的红磷温度没有达到着火点,热水中的白磷没与氧气接触
热水中的白磷燃烧 热水中的白磷温度达到着火点且与氧气接触
【注意】
(1)铜片上的白磷与红磷对比,白磷燃烧,红磷不燃烧说明燃烧需要达到着火点;铜片上的白磷与水中的白磷对比,水中的白磷没有与氧气接触,说明实验是通过控制氧气来研究氧气对燃烧条件的影响。
(2)通过铜片上的白磷燃烧而水中的白磷没有燃烧,从而得出可燃物燃烧需要与氧气接触的结论,又通过对比水中的白磷在通入氧气后燃烧的现象,验证了结论的正确性。
拓展训练
1.在探究“物质燃烧条件”的实验中,观察到实验现象如图所示,下列判断不正确的是( )
A.①③说明物质燃烧需要氧气 B.①说明白磷的着火点不高于70℃
C.烧杯中的热水只起提高温度的作用 D.①②说明两种可燃物的着火点不同
2.已知白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃。如图实验,三支试管里面充满氮气,初始温度25℃,升温至60℃后,用注射器同时向②③试管中迅速注入足量氧气。下列说法有误的是( )
A. 只有②中有燃烧现象
B. 由①②现象说明可燃物达者火点未必燃烧
C. 若继续水浴升温,则③中一定会燃烧
D. 该实验能总结出燃烧的条件
3.用如图装置(装置中夹持仪器已略去),将一定量的白磷、红磷分别浸入80℃热水中,白磷、红磷均不燃烧。下列分析正确的是( )
已知:白磷、红磷的着火点分别是40℃、240℃。
A.此装置既操作简便,又能防止空气污染
B.若升高右侧漏斗至红磷露出水面,可观察到红磷燃烧
C.若升高左侧漏斗至白磷露出水面,可观察到白磷燃烧,对比在水中白磷不燃烧的现象,可验证燃烧需可燃物与氧气接触
D.水中白磷和红磷均不燃烧,说明白磷、红磷均不是可燃物
4.依据下图进行实验(夹持仪器略去)。实验步骤如下:①通入一段时间后,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②改通片刻,加热一段时间后,熄灭酒精灯,a中红磷不燃烧,b中红磷燃烧。
下列说法错误的是( )
A.该实验可以证明氮气不能支持红磷的燃烧
B.实验过程①要先通入,是为了排除装置中的空气
C.实验过程②的现象证明可燃物燃烧只需要足够的氧气
D.对比①②实验现象可知:可燃物燃烧需要足够的氧气和达到一定的温度
5.用下图装置进行实验。升温至60℃的过程中,仅①燃烧:继续升温至260℃的过程中,仅③燃烧。下列分析不正确的是( )
A.①燃烧,说明白磷是可燃物
B.对比①②,可说明红磷的着火点比白磷的高
C.对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触
D.无烟煤的着火点高于红磷
6.下面是探究燃烧条件的实验活动的部分操作示意图。请回答下列问题:
(1)实验1加热片刻观察到A中棉球上酒精燃烧产生蓝色火焰,写出酒精(化学式为)充分燃烧的化学方程式:_______,B中棉球上的水不燃烧,由此得出燃烧的条件之一是_______。
(2)实验2观察到先燃烧的物质是__________,若将铜片上的物质换成等量的木屑和煤粉进行实验,观察到木屑先燃烧,说明木屑的着火点比煤粉__________,此实验的结论是__________。
(3)实验3将蜡烛(足量)在密闭广口瓶内燃烧至熄灭过程中,和CO含量随时间变化曲线如图,通过分析该图可推理出的结论是__________。
A.曲线①表示CO含量的变化
B.蜡烛发生了不完全燃烧
C.蜡烛由碳、氢元素组成
D.蜡烛熄灭时,容器内氧气没有耗尽
7.利用如图装置探究燃烧的条件。(已知:白磷的着火点为40℃,实验前均已关闭)
Ⅰ、打开,使热水流入左管,浸没白磷。
Ⅱ、关闭,打开,使左管中热水流出。
(1)实验过程中,热水的作用是______。
(2)该实验中,能验证可燃物燃烧需要与氧气接触的实验现象是______。
8.某化学兴趣小组同学按如图所示微型实验装置,进行制取气体并研究燃烧的条件的实验。回答下列问题。
(1)该装置中仪器③的名称是_______。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为_______。
(3)推入过氧化氢溶液之前,仪器②、③中的白磷都没有燃烧,原因分别是____,___。
(4)该微型实验装置的优点是_______。
9.某实验小组利用如图装置进行“燃烧条件的实验探究”。回答下列问题:
(查阅资料)白磷着火点为40℃。
(1)实验前,检验装置A气密性的操作为:关闭,推或拉注射器活塞至一定程度,______,证明装置气密性良好。装置A中发生反应的化学方程式为______。
(2)实验1:将U形管放在盛有80℃热水的烧杯中,关闭、打开,从U形管左端管口鼓入。现象:右端裹有白磷的棉花先冒白烟,片刻后开始燃烧,另一端的普通棉花没有变化。实验1可以得出的燃烧条件为:______,白磷燃烧时发生反应的化学方程式为______。
(3)实验2:在上述实验1燃烧过程中,关闭、打开,右边注射器注入液体X,产生的气体Y从装置B的U形管左端管口通入,可以观察到:燃烧着的棉花团很快熄灭,停止燃烧。过一段时间,装置C中澄清石灰水变浑浊。写出装置D中反应的化学方程式:______。
(4)实验3:关闭、打开,再次鼓入,发现右端剩余的裹有白磷的棉花又能燃烧。对比实验2和3,可以得出的燃烧条件为:______;实验2同时能证明气体Y的性质为______,利用该性质可用于______。
答案以及解析
1.答案:C
解析:A、①铜片上的白磷与氧气接触,温度达到着火点,白磷燃烧,③水中白磷没有与氧气接触,温度达到着火点,白磷不燃烧,说明燃烧需要氧气,A正确;
B、①铜片上的白磷在70℃的热水上方燃烧,说明白磷的着火点不高于70℃,B正确;
C、烧杯中的热水既能提高温度,还起隔绝氧气的作用,C错误;
D、①铜片上的白磷燃烧,②铜片上的红磷不燃烧,说明两种可燃物的着火点不同,D正确。
故选C。
2.答案:C
解析:可燃物燃烧需要与氧气接触,实验开始时三支试管中都充满氮气,三支试管内均不发生燃烧,升温到60℃后,用注射器向②③试管中迅速注入足量氧气后,试管②中的白磷达到了着火点且与氧气接触,发生燃烧,试管③中温度未达到红磷的着火点,红磷不能燃烧,A正确。①②两支试管中的白磷为可燃物,且温度均达到了白磷的着火点,但①中白磷未接触氧气,不能燃烧,②中白磷接触氧气后燃烧,由此可知可燃物温度达到着火点不一定燃烧,B正确。水浴加热所能达到的最高温度是水的沸点,即100℃,低于红磷的着火点240℃,所以继续水浴升温,③中红磷也不会燃烧,C错误。通过该实验可知,燃烧需要可燃物接触氧气且温度达到其着火点,D正确。
3.答案:C
解析:A、此实验装置操作简便,但白磷燃烧生成的五氧化二磷还会扩散到空气中,所以该装置不能防止空气污染,说法错误;
B、红磷的着火点是240℃,而热水的温度是80℃,温度没有达到红磷的着火点,所以若升高右侧漏斗至红磷露出水面,红磷也不会燃烧,说法错误;
C、若升高左侧漏斗至白磷露出水面,白磷与氧气接触,温度达到了着火点,可观察到白磷燃烧,水中白磷温度达到了着火点,但是隔绝氧气,不燃烧,可验证燃烧需可燃物与氧气接触,说法正确;
D、白磷和红磷均属于可燃性,水中白磷和红磷均不燃烧是因为均未与氧气接触,说法错误。
故选C。
4.答案:C
解析:A、①通入一段时间后,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象,该实验可以证明氮气不能支持红磷的燃烧;故选项正确,但不符合题意;
B、实验过程①要先通入,是为了排除装置中的空气,防止干扰实验;故选项正确,但不符合题意;
C、②改通片刻,加热一段时间后,熄灭酒精灯,a中红磷不燃烧,b中红磷燃烧,实验过程②的现象证明可燃物燃烧需要足够的氧气,同时温度必须达到着火点;故选项错误,但符合题意;
D、对比①②实验现象可知:可燃物燃烧需要足够的氧气和达到一定的温度;故选项正确,但不符合题意;
故选:C。
5.答案:B
解析:燃烧的条件:可燃物,可燃物与氧气接触,温度达到可燃物的着火点,三者必须同时具备,缺一不可。
A、①燃烧,说明白磷是可燃物,该选项说法正确;
B、对比①②,不能说明红磷的着火点比白磷的高,是因为红磷与氧气隔绝,即使温度达到可燃物着火点,也不能燃烧,该选项说法不正确;
C、继续升温至260℃的过程中,仅③燃烧,对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触,该选项说法正确;
D、继续升温至260℃的过程中,仅③燃烧,说明无烟煤的着火点高于红磷,该选项说法正确。
故选B。
6、(1)答案:;燃烧需要可燃物
解析:酒精与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水,该反应化学方程式:,燃烧的条件:可燃物、与氧气或空气接触,温度达到可燃物的着火点,B中棉球上的水不燃烧,由此得出燃烧的条件之一是燃烧需要可燃物;
(2)答案:白磷;低;证明燃烧条件之一是温度达到可燃物的着火点
解析:实验2观察到先燃烧的物质是白磷,因为白磷的着火点比红磷的着火点低,木屑和煤粉进行实验,观察到木屑先燃烧,说明木屑的着火点比煤粉低,此实验的结论是燃烧条件之一是温度达到可燃物的着火点;
(3)答案:BD
解析:A.蜡烛发生不完全燃烧会生成一氧化碳,随着反应的进行一氧化碳的含量应增大,说法错误;
B.蜡烛完全燃烧生成二氧化碳和水,由图示可知,蜡烛燃烧生成了一氧化碳,所以是发生了不完全燃烧,说法正确;
C.蜡烛是由碳、氢、氧三种元素组成的,图像信息无法确定蜡烛的组成中是否含有氢元素与氧元素,说法错误;
D.由图像可知,蜡烛熄灭时,氧气并没有完全耗尽,只是浓度小到不能再支持燃烧了,说法正确;
答案:BD。
7.答案:(1)使管内温度升高的白磷的着火点以上
(2)白磷浸没在水中时不燃烧,关闭,打开,左管中热水流出后白磷燃烧
解析:(1)根据题意,白磷的着火点为40℃,而热水的温度是80℃,则热水的作用是:使管内温度升高的白磷的着火点以上;
(2)白磷浸没在水中时由于未与氧气接触故不燃烧,关闭,打开,左管中热水流出后,白磷与氧气接触然后白磷就燃烧了,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,故填:白磷浸没在水中时不燃烧,关闭,打开,左管中热水流出后白磷燃烧。
8.答案:(1)烧杯
(2)
(3)②中的白磷温度没有达到着火点;③中的白磷没有接触氧气
(4)节约药品,操作简单,减少污染(合理即可)
解析:(1)仪器③的名称是烧杯。
(2)过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,化学方程式为。
(3)推入过氧化氢溶液之前,仪器②、③中的白磷都没有燃烧,原因分别是②中的白磷温度没有达到着火点,③中的白磷没有接触氧气。
(4)该微型实验装置的优点是节约药品,操作简单,减少污染。(答案合理即可)
9.答案:松开手后活塞能回到原处(合理即可);;燃烧需要温度达到可燃物的着火点;;;燃烧需要与氧气接触;不燃烧也不支持燃烧;灭火
解析:(1)实验前,检验装置A气密性的操作为:关闭K1,推或拉注射器活塞至一定程度,松开手后活塞能回到原处,因为里面气压的改变; 过氧化氢用二氧化锰作催化剂生成水和氧气,化学方程式为;
(2)实验1可以得出的燃烧条件为燃烧需要温度达到可燃物的着火点,因为80℃时棉花达不到着火点,白磷可以,白磷燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为 ,
(3)根据实验现象,燃烧着的棉花团很快熄灭、装置C中澄清石灰水变浑浊可知,反应生成了二氧化碳,则是石灰石与盐酸反应,故化学方程式为;
(4)实验2因为有二氧化碳,所以燃烧着的棉花团很快熄灭,实验3通入氧气,右端剩余的裹有白磷的棉花又能燃烧,可以得出的燃烧条件是燃烧需要与氧气接触;
实验2同时能证明二氧化碳气体的性质为不燃烧也不支持燃烧,利用该性质可用于灭火。