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
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 |
【结论】就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数为 ,且氧气浓度越大,燃烧现象越 。(填“剧烈”或“不剧烈”);
【拓展】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?
(填 “合理”或 “不合理”),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。
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 |
【结论】:铁丝燃烧产生火星四射现象和 (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 。
【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)
化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
【提出猜想】CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O和Na2CO3。
【查阅资料】
① Na是非常活泼的金属,常温下与O2、H2O等物质反应。
②向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀。
③Na2CO3是白色固体,易溶于水,能与CaCl2溶液发生反应,化学方程式为:Na2CO3+CaCl2= CaCO3↓+2NaCl
④Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
⑤CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
分别向右侧溶液中 加入无色酚酞溶液 |
CaCl2 |
NaCl |
Na2CO3 |
NaOH |
主要实验现象 |
无色 |
无色 |
由无色变为红色 |
由无色变为红色 |
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
(1)实验记录
序号 |
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
① |
打开a,关闭b,由长颈漏斗注入稀盐酸 |
A中产生大量气泡 E中出现浑浊 |
E中反应的化学方程式为 |
② |
当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 |
D中Na剧烈燃烧,产生白烟 内壁附着黑色、白色固体 G中产生黑色沉淀 |
反应产物一定 有和 |
③ |
取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入CaCl2溶液 |
产生白色沉淀 |
反应产物还有 |
(2)实验反思
① 实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是。
② 装置B、C的作用是。
③ 检验第4种物质是否存在的实验方案:取D中白色固体于试管中,。
下面是两个探究可燃物燃烧条件的实验,请回答相关问题。
图 1图 2
(1)如图1向C中加入少量白磷,再加入热水,塞好胶塞,使导管口浸入热水中,白磷不燃烧。打开K1,将A中溶液滴入B中,C中有气泡冒出,白磷燃烧。C中发生反应的化学方程式为。
此实验运用对比的方法研究了燃烧的一个条件,它是。
(2)如图2所示,在空气中放置时,两团棉花均不燃烧;若将足量二氧化碳倒入烧杯时,可以观察到的现象有:①;②粘有过氧化钠的棉花燃烧;③未粘有过氧化钠的棉花不燃烧。通过上述实验的对比分析,写出产生现象②的原因。
类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸(C2H204)的化学性质与碳酸相似,草酸受热会分解得到三种氧化物,某兴趣小组对草酸的有关性质进行了探究,按要求回答相关的问题:
[提出猜想](1)草酸能够使紫色石蕊试液变为色。
(2)三种氧化物可能是,该猜想的依据是。
[查阅资料]
1.无水硫酸铜是一种白色粉末物质,遇水变成蓝色的硫酸铜晶体。
2.向氯化钯溶液中通入CO,产生黑色沉淀。
[实验探究]兴趣小组为验证猜想,将草酸受热后得到的气体,依次通过了装置A、B、C:
[实验结论](3)当装置A、B、C实验现象是,证明猜想是正确的。
[实验反思](4)①实验装置中气球所起的作用是。
②是否可以将装置A和B对调,其理由是。
如下图所示,将三支充满二氧化碳的试管分别倒立在盛有水、澄清石灰水、浓氢氧化钠溶液中进行实验,请按要求回答相关问题:
(提示:图示中呈现的是实验过程中的试管内液面的高度,不是最终的现象)
(1)B中的实验现象是,反应的化学方程式为。
(2)证明A中二氧化碳能与水反应的方法是。
(3)是否可以通过上述实验中的最终现象,证明二氧化碳能与氢氧化钠反应,其理由是。
(10分)某校研究性学习小组用右图装置进行镁条在空气中燃烧的实验:将镁条燃烧、冷却后打开止水夹。
【发现问题】
进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的30%。如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积应不超过其容积的%。可现进入集气瓶中水的体积约为其容积的30%,根据空气的组成,可推出减少的气体中一定有氮气,这种推测的理由是
。剩余约70%的气体主要成份是。
【提出假设】镁条能与空气中的氮气发生化学反应。
【探究实验】
接着上述实验,先拿开装置中集气瓶的胶塞,然后迅速把点燃的镁条伸进含有剩余气体的集气瓶中。发现镁条能在余下的气体中剧烈燃烧。
【实验结论】根据上述探究实验,你得的结论是。
【查阅资料】
①镁条在氮气中能燃烧并生成氮化镁(Mg3N2)固体。根据资料,氮化镁中氮元素的化合价,该反应的化学方程。
②镁条除了能与氮气反应,还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁。请你写出该反应的化学方程式。
【实验反思】通过以上探究,你对燃烧有了什么新的认识:
。(写出一点即可)。