内容正文:
第3章 空气与生命
考点一 探究空气的成分
典例1 为测定空气中氧气的含量,小华同学对课本实验进行了改进,设计方案如下:选用实际容积为40mL的试管作为反应容器,将过量的红磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与实际容积为25mL且润滑性很好的注射器组成如图所示的实验装置。实验按照小华的设想正常进行,且红磷及其燃烧产物所占体积与导管内的气体体积忽略不计,请回答下列问题。
(典例1图)
(1) 实验前,打开止水夹,将注射器活塞前沿从15mL刻度线处推至5mL刻度线处,然后松开手。若活塞返回至15mL刻度线处,则说明 。
(2) 若先关闭止水夹,再用酒精灯加热红磷,则红磷燃烧(橡皮塞不弹出),请写出反应的化学方程式: 。燃烧结束后,待试管冷却,再打开止水夹。请从定量角度预测:活塞前沿将停在 刻度线处。(假设空气中氧气的体积分数约为20%)
解析:(1) 实验前,打开止水夹,将注射器活塞前沿从15mL刻度线处推至5mL刻度线处,然后松开手,若活塞仍能返回至15mL刻度线处,则说明装置不漏气。(2) 在点燃的条件下,红磷与氧气反应生成五氧化二磷,反应的化学方程式为4P+5O22P2O5;反应后氧气被消耗,冷却至室温后,压强减小,氧气约占空气体积的20%,消耗掉的只是试管内的氧气,试管内氧气的体积为40mL×20%=8mL,恢复至室温后,会观察到活塞最终停在15mL-8mL=7mL刻度线处。
答案:(1) 装置不漏气 (2) 4P+5O22P2O5 7mL
1. (2023·温州模拟)小明用如图甲所示的装置进行实验操作:点燃足量红磷后迅速伸入集气瓶中使其充分燃烧,火焰熄灭后,等待合适时间打开止水夹,测出进入集气瓶中水的体积,再重复两次实验,测出空气中氧气的体积分数为24.7%。他认为是燃烧的红磷伸入集气瓶时导致空气外逸使测量值偏大,于是设计了如图乙所示的装置进行实验,测得空气中氧气的体积分数明显变小。
(第1题)
(第1题)
(1) 实验中等待“合适时间”指的是 冷却至室温 。
(2) 对比甲、乙装置的实验及结果,可证明小明的观点。主要原因是 甲装置内空气有外逸,乙装置内空气无外逸 。
冷却至室温
甲装置内空气有外逸,乙装置内空气无外逸
(3) 小红用甲装置进行如下操作:依次用木条、木炭(几乎无火焰)代替红磷,重复实验操作,数据记录如表所示。基于表中数据并结合所学知识,解释小红的实验结果为何支持小明的观点。
燃 料 水进入的体积/毫升 占集气瓶的体积分数
第1次 第2次 第3次 平均值
木 条 41 21 32 31.3 18.5%
木 炭 6.8 7.1 7.2 7 4.1%
解:木条燃烧会使空气外逸,木炭几乎无火焰,不会造成空气外逸
考点二 氧气的性质
典例2 (2022·广州增城校级期末)氧气是一种化学性质很活泼的气体。
(1) 如图甲所示,硫在氧气中燃烧,反应发生的条件是 ,集气瓶内要预先装少量水,其作用是 。
(2) 如图乙所示为铁丝在氧气中燃烧的全过程。请回答下列问题:
① 选用的铁丝应进行打磨处理,这个变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(典例2图)
② 铁丝前端系一根火柴,火柴的作用是 。
③ 集气瓶内要预先装少量水或铺一层细沙,其作用是 。
④ 铁丝在氧气中燃烧的现象是 。
解析:(1) 如图甲所示,硫在氧气中燃烧,反应发生的条件是点燃,集气瓶内要预先装少量水,其作用是吸收二氧化硫,防止污染环境。(2) ① 选用的铁丝应进行打磨处理,这个变化过程中没有生成新物质,属于物理变化。② 铁丝前端系一根火柴,火柴的作用是引燃铁丝。③ 集气瓶内要预先装少量水或铺一层细沙,其作用是防止铁丝燃烧形成的高温熔融物溅落,使集气瓶炸裂。④ 铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体。
答案:(1) 点燃 吸收二氧化硫,防止污染环境
(2) ① 物理 ② 引燃铁丝 ③ 防止铁丝燃烧形成的高温熔融物溅落,使集气瓶炸裂 ④ 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体
2. (2022·宁波北仑期中)小华在实验室做了两个实验,如图所示。
(第2题)
(1) 甲实验中反应前瓶中加入少量水的目的是 防止铁丝燃烧形成的高温熔融物溅落,使集气瓶炸裂 。
防止铁丝燃烧形成的
高温熔融物溅落,使集气瓶炸裂
(2) 乙实验中,硫燃烧发出 蓝紫 色火焰,同时生成 有刺激性气味 的气体,写出该反应的化学方程式: S+O2SO2 。
蓝紫
有刺激性气
味
S+O2SO2
考点三 燃烧的条件
典例3 (2022·金华东阳期中)小金对物质燃烧的知识进行了整理和探究。(已知:白磷的着火点为40 ℃,