Ⅰ.第一化學實驗小組對燃燒的條件進行探究。
(1)利用如圖所示裝置進行實驗,觀察到的現(xiàn)象有:
A.試管中白磷燃燒;
B.水中白磷未燃燒;
C.試管中紅磷未燃燒;
D.氣球a先變大后變小。
①由現(xiàn)象A、B可推知的結(jié)論是
白磷燃燒需要與氧氣接觸
白磷燃燒需要與氧氣接觸
。
②由現(xiàn)象A、C可推知的結(jié)論是
白磷燃燒需要溫度達到著火點
白磷燃燒需要溫度達到著火點
。
③從現(xiàn)象D分析:氣球a先變大的原因是
白磷燃燒放熱,使裝置內(nèi)氣壓增大,氣球變大
白磷燃燒放熱,使裝置內(nèi)氣壓增大,氣球變大
。
(2)利用圖1所示裝置進行燃燒條件的進一步探究。實驗測得集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)隨時間的變化曲線如圖2所示。
①寫出紅磷燃燒的化學方程式
。
②紅磷熄滅后,集氣瓶內(nèi)的氧氣并未耗盡,氧氣的含量約為10%。你對燃燒條件的新認識是
燃燒需要氧氣達到一定濃度,當氧氣濃度較低時,可燃物與氧氣接觸也不能燃燒
燃燒需要氧氣達到一定濃度,當氧氣濃度較低時,可燃物與氧氣接觸也不能燃燒
。
Ⅱ.第二化學實驗小組另設計了兩種方法驗證空氣中的氧氣含量。
方法一:
(3)為了幫助同學更好地理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理,老師利用現(xiàn)代傳感器技術,實時測定了圖3裝置內(nèi)壓強、溫度和氧氣濃度,三條曲線的變化趨勢如圖4所示。
①其中Y曲線表示的是
氧氣濃度
氧氣濃度
(填“溫度”或“氧氣濃度”)。
②推測壓強變化:C點至D點時進行的操作是
打開彈簧夾
打開彈簧夾
。
方法二:
(4)同學們在老師的指導下,得知四硫化鈉(Na
2S
4)固體可替代紅磷測定空氣中氧氣的體積分數(shù),反應原理為:2Na
2S
4+O
2+2H
2O═8S↓+4NaOH。
【查閱資料】
a.Na
2S
4受熱時,會與空氣中的水蒸氣反應,生成少量有毒氣體硫化氫(水溶液呈酸性)。
b.硫代硫酸鈉(Na
2S
2O
3)可溶于水,常溫下與NaOH溶液不反應。
c.氫氧化鈉(NaOH)溶液的化學性質(zhì)與澄清石灰水相似,都能與酸性物質(zhì)反應。
【實驗過程】
①取0.5g碳酸鈉、0.2g硫粉混合后置于試管中,加入(如圖1所示,夾持裝置已略去),制得Na
2S
4,反應為:4Na
2CO
3+12S+X
2Na
2S
4+2Na
2S
2O
3+4CO
2,X的化學式為
O2
O2
,蘸有濃NaOH溶液的棉花的作用是
吸收二氧化碳和硫化氫
吸收二氧化碳和硫化氫
。
②冷卻后,取下棉花,放置一段時間,再向該試管中加入10mL水,迅速塞緊橡膠塞,充分振蕩。測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)1(如圖2所示)。
③將該試管插入水中(如圖3所示),拔下橡膠塞,觀察到
有淡黃色固體生成,水進入試管內(nèi),進入水的體積約為試管內(nèi)空氣體積的五分之一
有淡黃色固體生成,水進入試管內(nèi),進入水的體積約為試管內(nèi)空氣體積的五分之一
,塞緊橡膠塞。
將試管取出,倒轉(zhuǎn)過來,測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h
2。
理論上h
2:h
1=
4:5
4:5
。
④按照①~③再重復實驗2次.3次實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
|
第1次 |
第2次 |
第3次 |
h1/cm |
11.0 |
11.4 |
11.6 |
h2/cm |
8.7 |
9.1 |
9.2 |
【解釋與結(jié)論】
根據(jù)第1次實驗數(shù)據(jù),計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為
20.9
20.9
%(結(jié)果精確到0.1%)。
【反思與評價】
⑤若要保證實驗的效果,至少需要生成四硫化鈉(Na
2S
4)0.174g,則理論上實驗時至少取碳酸鈉粉末
0.212
0.212
g?(寫出計算過程)
【答案】白磷燃燒需要與氧氣接觸;白磷燃燒需要溫度達到著火點;白磷燃燒放熱,使裝置內(nèi)氣壓增大,氣球變大;4P+5O
22P
2O
5;燃燒需要氧氣達到一定濃度,當氧氣濃度較低時,可燃物與氧氣接觸也不能燃燒;氧氣濃度;打開彈簧夾;O
2;吸收二氧化碳和硫化氫;有淡黃色固體生成,水進入試管內(nèi),進入水的體積約為試管內(nèi)空氣體積的五分之一;4:5;20.9;0.212