ZB是常用的阻燃劑,主要成分是硼酸鋅(B2O6Zn3)。某研究小組展開對ZB性質(zhì)的系列探究活動(dòng)。
【查閱資料】
①用硼酸(H3BO3)與ZnO、H2O合成ZB,ZB的組成會(huì)受溫度等合成條件的影響。
②ZB受熱,先釋放出水;當(dāng)溫度高于350℃,生成ZnO和B2O3固體;繼續(xù)升溫到400℃以上,B2O3熔化為玻璃態(tài)物質(zhì)。
【知識(shí)應(yīng)用】ZB起阻燃作用的原因是
降低溫度至可燃物的著火點(diǎn)以下,隔絕氧氣
降低溫度至可燃物的著火點(diǎn)以下,隔絕氧氣
(寫出一種即可);當(dāng)溫度高于350℃,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【探究實(shí)驗(yàn)Ⅰ】研究溫度對合成的ZB組成的影響
研究小組在不同溫度下制取ZB,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。
|
m(H3BO3)/g |
m(ZnO)/g |
V(H2O)/mL |
t/℃ |
實(shí)驗(yàn)1 |
28 |
10 |
100 |
94 |
實(shí)驗(yàn)2 |
x |
10 |
100 |
98 |
實(shí)驗(yàn)3 |
28 |
y |
100 |
102 |
x、y分別為
28
28
和
10
10
。
【探究實(shí)驗(yàn)Ⅱ】檢測102℃時(shí)合成的ZB含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
同學(xué)利用如圖裝置(夾持儀器已略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①需要不斷通入干燥空氣的目的是
將產(chǎn)生的水蒸氣全部從玻璃直管中排出
將產(chǎn)生的水蒸氣全部從玻璃直管中排出
。
②實(shí)驗(yàn)時(shí),需要稱量獲得的數(shù)據(jù)有:ZB樣品的質(zhì)量、
含樣品的玻璃直管反應(yīng)前后
含樣品的玻璃直管反應(yīng)前后
的質(zhì)量。
【探究實(shí)驗(yàn)Ⅲ】評估102℃時(shí)合成的ZB的阻燃性能。
進(jìn)行木材粉末灼燒殘重實(shí)驗(yàn):某溫度下,灼燒質(zhì)量相同的兩份干燥的木材粉末(一份經(jīng)ZB處理)30min測量殘留固體質(zhì)量:調(diào)整溫度,重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到木材粉末灼燒后固體殘留率(w)隨溫度變化關(guān)系如圖。
(注:ω=
×100%;殘留固體質(zhì)量已扣除ZB的殘余質(zhì)量)
①低于200℃時(shí),兩份木材粉末質(zhì)量均保持不變的原因是
溫度沒有達(dá)到木材的著火點(diǎn),木材還未燃燒
溫度沒有達(dá)到木材的著火點(diǎn),木材還未燃燒
。
②圖中曲線
a
a
(填“a”或“b”)對應(yīng)的木材粉末是經(jīng)ZB處理的。
【討論與反思】為尋找阻燃性能最佳的ZB的合成溫度,應(yīng)開展的實(shí)驗(yàn)是
在相同條件下,分別取不同溫度下合成的ZB,進(jìn)行木材粉末灼燒殘重實(shí)驗(yàn)
在相同條件下,分別取不同溫度下合成的ZB,進(jìn)行木材粉末灼燒殘重實(shí)驗(yàn)
。
【答案】降低溫度至可燃物的著火點(diǎn)以下,隔絕氧氣;
;28;10;將產(chǎn)生的水蒸氣全部從玻璃直管中排出;含樣品的玻璃直管反應(yīng)前后;溫度沒有達(dá)到木材的著火點(diǎn),木材還未燃燒;a;在相同條件下,分別取不同溫度下合成的ZB,進(jìn)行木材粉末灼燒殘重實(shí)驗(yàn)