足量蜡烛(由碳、氢元素组成)在密闭集气瓶内(起始时常压)燃烧至熄灭.瓶内氧气体积分数随时间变化如图所示.下列说法正确的是( )
①起始阶段蜡烛燃烧比在空气中燃烧剧烈
②燃烧过程中,瓶内物质总质量不变
③蜡烛熄灭是由于瓶内氧气浓度过低
④若产物中二氧化碳与水分子个数相等,则反应后瓶内气体总质量增加.
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如右图1的实验中,发现了高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭;同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。
(1)实验过程中“下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有 、 的性质。
(2)棉花为什么会燃烧呢?小组同学认为棉花要燃烧,除了满足“棉花是可燃物”这一条件,还另需满足a:b: 两个条件。
【提出问题】:在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢?
【查阅资料】:1.在常温下Na2O2和CO2能发生化学反应。
2.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色。
【设计实验】:经过讨论后,小组同学设计了如下图2的实验进行探究。
【实验步骤】:①检查整套装置的气密性;②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有足量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;④一段时间后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象。
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响, B装置可除去二氧化碳气体中混有的水蒸气。
【实验现象】:①无水硫酸铜没有变蓝色;②带火星的小木条复燃;③饱和的澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】:D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是 。
【得出结论】:①“小木条复燃”说明Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件;②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na2O2和CO2反应 (填“吸收”或“放出”)热量,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。
【拓展提高】: ①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,小明认为生成的固体是NaOH,小红认为是Na2CO3 , 同学们经过思考后认为 同学的猜想是错误的,理由是: 。
②Na2O2和CO2反应的化学方程式是 。
选项 | 问 题 | 对问题的回答 |
A | 火焰为什么向上? | 热气流上升,形成对流 |
B | 吹灭蜡烛产生的白烟是什么? | 主要成分是烛油蒸气 |
C | 火焰不同部位温度高低如何比较? | 用一张纸在火焰中心一掠,观察纸上留下的火痕特点 |
D | 火焰明亮的原因是什么? | 与火焰中有碳颗粒有关,碳颗粒会影响火焰的明亮程度 |
选项 | ① | ② | ③ | ④ |
方案 | ||||
结论 | 比较呼出气体中CO2含量较空气中的多 | 说明白烟的成分不是二氧化碳 | 说明氨分子在不断地运动,而酚酞分子不运动 | 说明液态水与气态水可以相互转化 |
A.白烟是燃烧时生成的二氧化碳;
B.白烟是燃烧时生成的水蒸气;
C.白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体。针对这些假设设计实验:
由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由(填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
(查阅资料)
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
燃烧时温度/℃ |
石蜡 |
50~70 |
300~550 |
约600 |
铁 |
1535 |
2750 |
约1800 |
钠 |
97.8 |
883 |
约1400 |
由上表可知:物质燃烧能否产生火焰与其(填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。由此推测:钠在燃烧时,(填“有”或“没有”)火焰产生。
实验方法 |
现象 |
得到结论 |
⑴在蜡烛火焰上方罩一个干燥的烧杯 |
烧杯内壁出现 |
蜡烛燃烧生成 |
⑵在蜡烛火焰上方罩一个用澄清石灰水湿润内壁的烧杯 |
澄清石灰水变 |
蜡烛燃烧生成 |
⑶用火柴点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟 |
蜡烛(填“能”或“不能”)被点燃 |
白烟是固体小颗粒 |
(提出猜想)
猜想1:蜡烛燃烧把集气瓶内的氧气耗尽,导致蜡烛熄灭。
猜想2:蜡烛燃烧随集气瓶内氧气含量降低而变弱,放出热量减少,使温度降至蜡烛的着火点以下,导致蜡烛熄灭。
猜想3:蜡烛燃烧产生的二氧化碳能灭火,导致蜡烛熄灭。
| 实验操作 | 实验现象 |
点燃蜡烛并连同胶塞上的其他仪器和药品一起放入集气瓶中,塞紧胶塞。 | 蜡烛火焰逐渐变弱,最终熄灭。 | |
蜡烛熄灭并静置冷却后,将铜丝上提,使盛白磷的铜网勺高于试管口,试管倒下,水流出。 | 一会儿后,白磷燃烧,有大量的产生。 |
蜡烛熄灭前,白磷要浸没在小试管所盛的水中,其目的是。
通过本实验可知,燃烧的条件之一“燃烧需要氧气”这一条件应补充完善为。
如图1,将一根火柴梗平放入火焰中,约1s后取出,看到木条与外焰接触部分变得焦黑,与内焰接触部分为浅黑色,与焰心接触部分没有明显变化。该实验的目的是,实验证明蜡烛火焰的部分温度最高.
如图2,烧杯内壁有无色液滴出现,能推测蜡烛燃烧后生成了。
乙组:
图2中当烧杯位置明显降低时,烧杯内壁不仅有无色液滴,还看到烧杯底部附着有黑色固体。
(提出问题)黑色固体是什么呢?
(猜想)猜想黑色固体是碳,其依据是:化学反应前后元素种类不变,并且。
(实验验证)为了证明上述猜想是否正确,甲、乙小组的同学用图3装置分别设计了以下方案进行验证。
实验操作 |
实验现象 |
|
甲组 |
取少量该黑色固体于a中,通入空气,点燃酒精灯加热。 |
黑色固体燃烧,发出,b中溶液变浑浊。 |
乙组 |
取少量该黑色固体于a中,通入,点燃酒精灯加热 |
黑色固体剧烈燃烧,发出白光,b中溶液变浑浊。 |
实验结束时,停止通入气体,后续两步实验操作如下,操作顺序是_____________(填字母序号)。
进一步实验发现,罩在火焰上方的烧杯位置越低,产生黑色固体越多。查阅资料蜡烛主要成分是石蜡,并且:石蜡+氧气(足量)→二氧化碳+水;石蜡+氧气(少量)→一氧化碳+水;由此推测乙组实验产生黑色固体的原因是:罩在火焰上方的烧杯位置越低,蜡烛燃烧时因不能及时补充,而不充分燃烧,会产生黑色固体碳。
(查阅资料)硫酸铜是一种白色粉末,具有吸水性,吸水后变为蓝色。
(进行实验)
序号 | 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ | | 外焰处的铁纱窗出现红热的环,内焰及焰心处的铁纱窗无明显变化 | ….. |
Ⅱ | | 伸入焰心的导气管引出白烟,燃着的火柴靠近引出的白烟,….. | 焰心处有可燃性物质 |
Ⅲ | | …… | 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳 |
实验Ⅲ是该小组同学对如图2所示实验的改进,与如图2所示实验相比,实验Ⅲ的优点是。