实验五 氧气的性质实验——初中化学实验知识归纳及同步训练汇编（含解析）

实验五 氧气的性质实验——初中化学实验汇编
＊知识点归纳
物质 现象 化学反应文字表达式 注意事项
在空气中 在氧气中

木炭 （灰黑色固体） 持续红热，发出红光 剧烈燃烧，发出白光，放出热量 碳+氧气二氧化碳 盛有木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入集气瓶中
硫 （淡黄色固体） 发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 硫+氧气二氧化硫 硫的用量不要过多；盛有硫的燃烧匙要由上而下缓慢伸人到集气瓶中；实验前应在瓶底放少量水，瓶口盖一毛玻璃片
红磷 （暗红色固体） 黄色火焰，伴随着放热和大量白烟 发出黄白色火焰，放出热量，产生 大量白烟 磷+氧气五氧化二磷 实验前在瓶中放少量水，吸收生成的固体颗粒
铁 （银白色固体） 灼烧至红热，离火后变冷，不易燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 铁+氧气四氧化三铁 细铁丝应绕成螺旋状；在铁丝的末端系根火柴以引燃铁丝；集气瓶中要预先放少量水或细沙，防止高温熔融物溅落到瓶底使瓶底受热不均而炸裂
镁 （银白色固体） 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 在氧气中比在空气中燃烧更剧烈
镁+氧气氧化镁 不能手持镁条，应用坩埚钳夹持
石蜡 （白色固体） 黄白色光亮火焰，火焰分层，放出热量，稍有黑烟 燃烧，发出白光，放出热量瓶壁上有水雾出现，还有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成 石蜡+氧气二氧化碳+水 ￣￣
【拓展一】 物质燃烧时集气瓶中水的作用
物质 水的作用 能否用细沙代替
硫 吸收硫燃烧产生的SO2，防止污染空气 不能
铁丝 防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶瓶底 能
红磷 吸收燃烧产生的白烟，防止污染空气 不能
【拓展二】
现象 解释 举例
烟 由固体小颗粒悬浮于空气中形成 红磷燃烧时产生大量的“白烟”
雾 由小液滴悬浮于空气中形成 打开盛有浓盐酸的试剂瓶的瓶盖时看到“白雾”
光 熔点较高的可燃物燃烧时没有火焰，只产生光或火星 如铁丝燃烧火星四射、镁条燃烧发出白光
火焰 气态物质燃烧时产生的特有现象 可燃性气体（如氢气）、熔点较低的固体（如硫）、易汽化的液体（如酒精）燃烧时除发光、放热外都有火焰
＊巩固练习
1.下列物质在空气或氧气中燃烧时，现象描述正确的是( )。
A.红磷在空气中燃烧，产生大量白雾，放出热量
B.铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
C.木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量
D.硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生没有气味的气体
2.用如图所示流程探究木炭和氧气的反应，下列说法正确的是( )
A.木炭在空气中不能燃烧
B.木炭在空气中燃烧，发出白光
C.木炭在氧气中燃烧，火星四射，产生大量白烟
D.操作Ⅳ中，向集气瓶中加入的液体是澄清石灰水，用于检验生成的
3.下列说法中正确的是( )
A.红磷在氧气中能燃烧，在空气中不能燃烧
B.硫在氧气中燃烧后生成有刺激性气味的气体
C.铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成白色固体
D.木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出白光
4.分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧实验，回答问题。
（1）从操作角度：三种可燃物都要自上而下缓慢伸入氧气瓶中；硫燃烧实验即将结束时，可将燃烧匙底部接触水即可使火焰熄灭；铁丝燃烧时，需在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中其目的是___________________。
（2）从现象角度：在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出_______火焰，在氧气中，燃烧得更旺，发出_________火焰；碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空气中不燃烧，在氧气中才能剧烈燃烧；它们在氧气中燃烧的现象与空气中现象不同的原因是______________________。
（3）从反应角度：三个反应有多个共同点，都属于化合反应，____________，都放热；但也有不同之处，如_______________________。
（4）从装置角度：燃烧实验时，氧气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同。铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是_____________________；铁丝燃烧瓶底的水可用细沙代替，而硫不能，其原因是____________________，由此推测，具有的物理性质之一是_________________；硫、铁丝燃烧实验中用到的氧气，最好采用_________法收集。
（5）通过这些实验，结合课堂学习，你认为在“集气瓶中进行燃烧的实验”应该注意的问题是①______________；②________________（说出两点即可）。
5.某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”的实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与。
【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧。
【实验内容】取长短相同，直径均为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。
【实验现象】
氧气含量 90% 70% 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，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红
（1）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为_______________。
（2）实验中所用的不同体积分数的氧气可用________（填“向上排空气法”或“排水法”）收集。
（3）若用如图装置收集一瓶（150mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是在150mL集气瓶里装满水，塞紧橡胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒，则停止通入氧气时量筒内水的体积约为________（提示：空气中氧气的体积分数约为）。
A. 25 mL B. 40 mL C. 60 mL D. 75 mL
【结论】就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数应________，且氧气浓度越大，燃烧越________(填“剧烈”或“不剧烈”)。
【拓展】小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理，理由是________。
探究二：铁丝燃烧产生火星四射的原因。
【查阅资料】
①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质；
②含碳细铁丝燃烧时，其中的碳粒生成的气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。
（1）小明按上图实验时，集气瓶中放水的目的是________________。
（2）下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析完成下表：
物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧
极少火星 剧烈燃烧
少量火星 ________
（3）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和__________(填元素符号)有关。
答案以及解析
1.答案：C
2.答案：D
解析：木炭在空气中能燃烧发出红光，在氧气中燃烧发出白光；操作Ⅳ中，向集气瓶中加入的液体是澄清石灰水，是为了用于检验生成的。
3.答案：B
解析：红磷在空气中能燃烧，故A错误；硫在氧气中燃烧后生成有刺激性气味的气体，放出热量，故B正确；铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体，故C错误；木炭燃烧需要点燃，故D错误。故选B。
4.答案：（1）为防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气
（2）淡蓝色；蓝紫色；可燃物燃烧与氧气的浓度有关，浓度越大燃烧越剧烈
（3）反应条件都为点燃；生成物的状态不同
（4）防止高温生成物溅落瓶底，使集气瓶底炸裂；二氧化硫有毒能污染空气，二氧化硫能溶于水，细沙不能吸收二氧化硫；二氧化硫能溶于水；排水
（5）可燃物要由上而下缓慢地伸入、实验过程中要注意环保、实验过程中防止损坏仪器、注意安全等
5.答案：【实验现象】（1）铁+氧气四氧化三铁（2）排水法（3）D
【结论】>55%；剧烈
【拓展】铁丝可能在氧气的浓度为55%到60%的范围内燃烧
【实验内容】（1）防止高温生成物溅落，炸裂瓶底（2）剧烈燃烧，火星四射（3）C
解析：【实验现象】（2）氧气不易溶于水，且要使用不同体积分数的氧气来进行实验，故可用排水法收集不同体积的氧气；（3）这一瓶气体中氧气的总量为，氮气的体积是150mL-90mL=60mL，空气的体积是，那么停止通入氧气时量筒内水的体积约为150mL-75mL=75mL；
【结论】由于0.38mm的铁丝在60%的氧气中还能够燃烧，在55%时已经不能燃烧的事实可知：燃烧所需氧气的最低体积分数大于55%，且氧气的浓度越大，燃烧越剧烈；
【拓展】这种铁丝有可能在氧气浓度为56%~60%的范围内燃烧，所以上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是不合理的；
【实验内容】（1）小明按上图实验时，集气瓶中放水的目的是防止高温生成物溅落、炸裂瓶底；（2）由实验现象可知，随着铁丝中含碳量的升高，铁丝燃烧越来越剧烈，火星越来越多，含碳0.6%的铁丝能够在氧气中剧烈的燃烧，火星四射；（3）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和碳元素的含量有关，碳元素的元素符号是C。