在对蜡烛及其燃烧的探究实验中,小明仔细观察蜡烛燃烧时的火焰,发现火焰中不同区域的明亮程度不同,这是为什么呢?在老师的指导下小明进行了以下探究活动。
【查阅资料】
(1)可燃物的种类及组成会影响火焰的明亮程度。
(2)蜡烛主要由石蜡制成,石蜡是石油炼制后得到的固体物质,主要由多种碳氢化合物组成,这些化合物分子中的碳原子数目不唯一,其化学式通式为CnH2n+2 ,通式中碳原子数n = 18~30。
(3)碳氢化合物在常温时的状态如下表所示。
物质名称 |
化学式 |
常温时的状态 |
丁烷 |
C4H10 |
气 |
戊烷 |
C5H12 |
液(油状) |
癸烷 |
C10H22 |
液(油状) |
十八烷 |
C18H38 |
固 |
二十四烷 |
C24H50 |
固 |
(4)多数碳氢化合物在一定温度下会分裂为碳原子数较少的碳氢化合物或碳(黑色固体)和氢气。
【实验探究】
序号 |
实验目的 |
实验操作 |
实验现象 |
I |
探究哪一层火焰的温度最高 |
点燃蜡烛,把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中,约1s后取出观察 |
|
Ⅱ |
探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根较粗的蜡烛,取一根一端为尖嘴的玻璃导管,一端伸入火焰的焰心处,然后在尖嘴一端导管口用火柴点燃 |
导管口处出现火焰 |
III |
继续探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根蜡烛,用一把带有手柄的小刀,将刀尖伸入火焰中最暗的部分,即焰心处,一段时间后取出,冷却,观察刀尖处的现象 |
冷却至室温后,刀尖处有油状液体和固体物质 |
IV |
|
用镊子夹住一片白瓷片,将瓷片伸入火焰中最明亮的部分,即内焰处,观察现象 |
白瓷片表面迅速变黑 |
【分析和讨论】
(1)实验I中的实验现象为 。
(2)通过实验Ⅱ,你能分析出焰心处的物质具有的化学性质是 。
(3)实验III中,冷却后小刀表面的油状液体可能是 (填物质名称),生成油状液体的原因是 。
(4)实验IV的目的是 。
(5)分析实验IV中的现象,可推断出蜡烛火焰内焰处的物质中含有 (填物质名称),由此分析内焰处最明亮的原因是 。
类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸的化学性质与碳酸相似。已知碳酸易分解,草酸在受热条件下也分解,仅生成三种氧化物。某校研究性学习小组对此展开探究:
⑴ 小明首先根据草酸中含有 元素,可推测生成物中含有水。
⑵ 小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证:
【假设一】生成物中有二氧化碳
实验一:将生成的气体通入澄清的石灰水,实验现象是 ,小明据此判断生成物中含有二氧化碳。
【假设二】生成物中有一氧化碳
实验二:小明用右图装置进行实验,从而证明生成物中含有一氧化碳。
请回答:A装置中黑色固体粉末是 (填化学式),
A装置中的实验现象是 。
⑶ 讨论交流:小芳认为,小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳,你是否支持小芳的观点: (填“支持”或“不支持”),请说出你的理由: 。小芳认为,从环保的角度看,“实验二”装置有一个缺陷,请你指出该缺陷: ,处理的方法是 。
小芳将一氧化碳通入铜和氧化铜混合粉末共10克的试管中,加热至黑色粉末全部转变成红色后,冷却,称得试管中铜粉为9克,求原混合物中氧化铜的质量分数。(写出计算过程)
如图是为探究物质燃烧条件设计的实验.甲中的白磷未燃烧,而乙中的白磷发生了燃烧.
(1)该实验主要探究的燃烧条件是;
(2)白磷(P4)燃烧的产物与红磷相同,请写出白磷燃烧的化学方程式:;
(3)如仅用该装置进行实验,验证空气中氧气的体积分数约为 ,应做到:①白磷;②将锥形瓶B。
科学家用通电的方法使水分解,从而证明了水的组成。
(1)把水注入水电解器装置中,接通直流电,可以观察到b管中的电极上__________________________;随着反应的进行,c管中液面逐渐_______(填写“升高”、“下降”或“不变”)
(2)在实际实验操作中,我们会在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,其目的在于__________________
(3)检验a管中气体产物的方法是__________________________。
Ⅰ.慢慢打开活塞,用燃着的木条靠近玻璃管尖嘴部分,观察是否被点燃,并用一干冷烧杯罩在火焰上方,观察现象
Ⅱ.用一支小试管收集生成的气体后移至酒精灯火焰处点燃,听是否有爆鸣声,并观察现象
Ⅲ.用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分,慢慢打开活塞,观察是否复燃
某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究:
【集体设计】
化学兴趣小组的同学经过研究讨论后,采用燃烧方法除去氧气后,测定剩余气体的体积。但首先需要解决两个实际问题:
(1)要能确保消耗其中的氧气,使气体的体积减小,选择什么样的药品就显得很重要。他们应该选择下列物质中的(填编号)______________ 。
A.蜡烛 B.红磷 C.硫粉 D.木炭
(2)药品的取用量也有相应要求。你认为取用量应达到什么要求?_____________。
【设计实验】
第一小组同学共同设计了如下图的A、B两套装置。
(3)你认为合理的是(填编号)____________。
(4)为了确保实验的成功,在装药品之前应该先检查____________________。
(5)集气瓶中所选择物质燃烧反应的反应表达式是_______________________。
【改进实验】
第二小组同学查阅资料得知:白磷不溶于水,露置在空气中容易发生缓慢氧化而引起自燃,而燃烧产生的五氧化二磷会刺激人的呼吸道。于是他们将试管的容积分成五等份,做好标记(如图C)。在试管中加入一小块(足量)白磷,迅速用橡皮塞塞紧试管口,将试管放入热水中,使白磷燃烧。待白磷熄灭并冷却到室温后,再将试管倒立于盛有水的水槽中,并在水中将橡皮塞取下。
(6)此装置的优点是(任写两点)
①________________________________;②______________________________。
(7)小组A同学用镊子从容器中取出白磷后,准备在滤纸上切割时,B同学立刻阻止了他,指出他的操作不正确,请分析原因_____________________________________。
(11分)某研究性学习小组对双氧水开展如下研究。
(1)图1装置中仪器①的名称为。
(2)小林同学将MnO2与水泥按一定比例混合,制作成小块状固体,加入图2装置中制氧气,以方便实验结束回收二氧化锰。其中块状固体应放置在处(填“A”或“B”),二氧化锰的作用是,该装置中反应的文字表达式是。利用该装置反应一段时间后,需停止反应,其操作是,原因是。
(3)小亮发现:收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究。
第一组实验:取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的术条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象。
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验。三组实验的数据和现象见下表。
第一组 |
第二组 |
第三组 |
|||||||||
集气瓶编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
① |
收集的O2占容积的体积分数(%) |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
31 |
33 |
35 |
37 |
39 |
34 |
带火星木条的状况 |
微亮 |
亮 |
很亮 |
复燃 |
复燃 |
很亮 |
很亮 |
复燃 |
复燃 |
复燃 |
很亮 |
请根据实验回答下列问题:
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:(填“是”或“否”)。
②收集的氧气占容积的体积分数最低为%时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气的体积分数是%(计算结果保留整数)。
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如右图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在℃。