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有可燃物

乒乓球碎片的着火点比滤纸片的低
使两种物质受热温度相同
蜡烛由高到低依次熄灭
与氧气接触
$2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$
平衡装置内外压强,防止橡胶塞被冲开
隔绝氧气(或空气),并提供热量(或使温度达到白磷的着火点)
②③
步骤①中白磷不燃烧,步骤③中白磷燃烧
【分析】
要解决本题,需结合实验装置与温度曲线分析实验过程:白磷着火点约为40℃,60℃热水中已达到着火点,初始时试管内氧气不足,白磷未燃烧;t₃s时推注H₂O₂溶液,在MnO₂催化下分解产生O₂,改变试管内氧气浓度,进而影响白磷燃烧的剧烈程度。逐一分析选项:A选项通过温度变化判断白磷是否开始燃烧;B选项对比t₂、t₄的温度,结合氧气浓度分析燃烧剧烈程度;C选项分析t₃~t₄温度升高的原因;D选项分析气球的作用。
【解析】
A. 白磷着火点约40℃,60℃热水中已满足温度条件,t₁s前温度平稳,t₁s后温度开始上升,说明白磷开始燃烧放热,故A正确;
B. t₃s时推注H₂O₂溶液,在MnO₂催化下分解产生大量O₂,试管内氧气浓度增大,白磷燃烧更剧烈,放热更多,因此t₄s时温度高于t₂s,说明氧气浓度越大,燃烧越剧烈,故B正确;
C. t₃~t₄s温度升高,是因为过氧化氢分解产生的氧气使白磷燃烧更剧烈,白磷燃烧放热导致温度升高,并非过氧化氢分解放热,故C错误;
D. 气球可以调节装置内的压强,同时收集白磷燃烧生成的五氧化二磷,防止其污染空气,故D正确。
【答案】
C
【知识点】
燃烧的条件、过氧化氢分解、实验装置的作用
【点评】
本题结合数字化实验考查燃烧相关知识,需结合温度曲线和实验原理分析各选项,重点在于理解氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响,以及实验装置的作用,属于中等难度的实验分析题。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解答本题,需结合燃烧的三个条件(可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点),分析每个实验的变量控制与现象:
1. 实验A中,小木块和小石块处于相同环境(均接触氧气、温度一致),仅物质是否可燃不同,用于探究燃烧是否需要可燃物;
2. 实验B中,乒乓球碎片和滤纸片在相同加热条件下,乒乓球先燃烧,说明其着火点更低;将两者放在同一圆弧加热是为了控制变量,确保受热温度一致,仅以着火点为变量;
3. 实验D中,蜡烛燃烧生成热的二氧化碳,密度比空气小会聚集在烧杯上方,导致高处蜡烛先熄灭,进而低处熄灭。
【解析】
(1) 实验A中,小木块是可燃物可燃烧,小石块不是可燃物不可燃烧,其他条件(接触氧气、温度)相同,因此燃烧的条件之一是有可燃物;
(2) 实验B中,乒乓球碎片先燃烧,说明其着火点比滤纸片低;将大小相同的两种物质放在同一圆弧上加热,目的是使两种物质受热温度相同,控制变量,仅探究着火点对燃烧的影响;
(3) 实验D中,蜡烛燃烧产生的热二氧化碳密度比空气小,聚集在烧杯上方,导致高处蜡烛先缺氧熄灭,随后低处蜡烛熄灭,因此现象是蜡烛由高到低依次熄灭。
【答案】
有可燃物;乒乓球碎片的着火点比滤纸片的低;使两种物质受热温度相同;蜡烛由高到低依次熄灭
【知识点】
燃烧的条件、着火点、控制变量法
【点评】
本题通过燃烧条件的探究实验,考查学生对燃烧条件的理解及实验控制变量的应用,属于基础实验题,注重实验分析能力的考查,是化学中燃烧相关的典型基础题型。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先分析实验一步骤①和②的变量:步骤①中,C内白磷温度达到着火点(80℃>白磷着火点40℃),但未接触氧气,因此不燃烧;步骤②中,A中的溶液滴入B中产生氧气,白磷接触氧气后燃烧,对比可知可燃物燃烧需要与氧气接触。锥形瓶内是过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气,符合装置特点。再分析实验一的气球:反应产生气体使装置内压强增大,气球可平衡内外压强,防止橡胶塞被冲开;80℃热水既隔绝白磷与氧气接触,又能提供热量使温度达到白磷的着火点。对于实验二,验证温度达到着火点需控制氧气相同,改变可燃物种类:步骤②中红磷(着火点260℃)露出水面(有氧气),温度80℃未达着火点,不燃烧;步骤③中白磷(着火点40℃)露出水面(有氧气),温度80℃达着火点,燃烧,故对比步骤②③。验证需要氧气需控制温度相同,改变是否接触氧气:步骤①中白磷在80℃热水里(温度达着火点),无氧气不燃烧;步骤③中白磷露出水面(有氧气),温度相同,燃烧,对应现象为步骤①白磷不燃烧、步骤③白磷燃烧。
【解析】
1. 对比实验一步骤①②:步骤①白磷温度达着火点但缺氧气,不燃烧;步骤②白磷接触氧气后燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触。
2. 锥形瓶内反应:过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
3. 实验一气球作用:平衡装置内外压强,防止橡胶塞被冲开;80℃热水作用:隔绝氧气,同时提供热量使温度达到白磷的着火点。
4. 实验二验证温度达着火点:控制氧气条件相同,对比步骤②(红磷不燃烧)和步骤③(白磷燃烧),说明温度需达可燃物着火点,对应步骤为②③。
5. 实验二验证需氧气:控制温度相同,步骤①白磷无氧气不燃烧,步骤③白磷有氧气燃烧,对应现象为步骤①中白磷不燃烧,步骤③中白磷燃烧。
【答案】
与氧气接触;$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$;平衡装置内外压强,防止橡胶塞被冲开;隔绝氧气(或空气),并提供热量(或使温度达到白磷的着火点);②③;步骤①中白磷不燃烧,步骤③中白磷燃烧
【知识点】
燃烧的条件;化学方程式书写;实验装置的作用
【点评】
本题通过两组对比实验探究燃烧的条件,重点考查控制变量法的应用,需准确分析实验步骤的变量,理解装置和药品的作用,是初中化学燃烧条件的典型探究题,能有效考查学生的实验分析能力。
【难度系数】
0.5