探究燃烧条件
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《燃烧条件的探究》讲义一、燃烧的定义与现象在我们的日常生活中,燃烧是一种常见的现象。
从点燃的蜡烛、燃烧的木柴,到汽车发动机内燃料的燃烧,燃烧现象无处不在。
那么,什么是燃烧呢?燃烧是一种剧烈的氧化反应,通常伴随着发光、发热的现象。
比如,蜡烛燃烧时,火焰明亮,周围温度升高,同时产生二氧化碳和水蒸气等物质。
为了更深入地了解燃烧,我们需要探究燃烧发生的条件。
二、燃烧的条件1、可燃物可燃物是燃烧的首要条件。
所谓可燃物,就是能够在一定条件下与氧气发生燃烧反应的物质。
常见的可燃物有木材、纸张、煤炭、石油、天然气等。
例如,木材由纤维素等有机物质组成,这些有机物质在适当的条件下能够与氧气发生反应并燃烧。
2、氧气(或其他助燃剂)氧气在燃烧过程中起着至关重要的作用。
大多数情况下,空气中的氧气是支持燃烧的常见助燃剂。
但在一些特殊环境中,其他物质也可以充当助燃剂,如氯气可以支持某些金属的燃烧。
以铁在氧气中燃烧为例,铁在空气中很难燃烧,但在纯氧中却能剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的四氧化三铁。
这充分说明了氧气浓度对燃烧的影响。
3、达到着火点着火点是指可燃物燃烧所需的最低温度。
不同的可燃物具有不同的着火点。
例如,白磷的着火点很低,约为 40℃,在常温下暴露在空气中就容易自燃;而煤的着火点相对较高,需要在较高的温度下才能燃烧。
当可燃物被加热到着火点时,其内部的分子运动加剧,与氧气的反应速度加快,从而引发燃烧。
三、探究燃烧条件的实验为了更直观地探究燃烧的条件,我们可以进行以下实验。
实验一:探究可燃物的作用实验器材:分别装有石块、木条、酒精的坩埚钳、酒精灯实验步骤:1、用坩埚钳分别夹取石块、木条和蘸有酒精的棉花,置于酒精灯火焰上加热。
2、观察现象。
实验现象:石块加热后无变化;木条加热一段时间后开始燃烧;蘸有酒精的棉花一点燃就燃烧起来。
实验结论:燃烧需要可燃物,石块不是可燃物,不能燃烧;木条和酒精是可燃物,可以燃烧。
实验二:探究氧气的作用实验器材:蜡烛、玻璃杯实验步骤:1、点燃一支蜡烛,观察其燃烧情况。
到实验室去:探究燃烧的条件01知识管理燃烧条件:(1)物质具有__可燃性__;(2)可燃物与充足氧气__接触__;(3)可燃物的温度达到其自身的__着火点__。
02实验报告【明确任务】1.自行设计并动手实验,探究燃烧的条件。
2.通过完成一系列促进或阻止燃烧反应的实验,初步体会控制化学变化的一般思路。
【做好准备】实验用品:木条、A4纸、秒表、酒精灯、火柴、试纸、烧杯、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、钢丝棉、酒精、一瓶氧气。
【动手实验】1.分别尝试点燃浸过酒精和水的木条取一根木条,将其一端浸入烧杯中的酒精里约10 s,用试纸轻轻擦拭后,在酒精灯火焰上点燃,__木条燃烧__。
取另一根木条浸入烧杯中的水里约10 s,用试纸轻轻擦拭后,在酒精灯火焰上点燃,__木条不燃烧__。
该实验探究的燃烧条件是__燃烧是否需要可燃物__。
但是该实验不能证明这一点,原因是木条具有__可燃__性,时间稍微长点,都会燃烧。
可以把木条换成铁丝。
2.“纸船烧水”取一张A4纸。
裁成两半,折成两只同样的纸船。
将一只纸船放在铁架台上的铁圈上,用酒精灯加热,纸船从开始加热到燃烧需要的时间__短__(填“长”或“短”)。
向另一只纸船中小心注入约一半的水,放在上述铁圈上加热,该纸船从开始加热到燃烧需要的时间__长__(填“长”或“短”)。
上述实验__能__(填“能”或“不能”)证明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
3.分别尝试在空气中和氧气中点燃钢丝棉用坩埚钳夹持一团钢丝棉,在酒精灯火焰上灼烧至红热。
将钢丝棉迅速插入氧气中(瓶底需盛水或铺沙子),观察到钢丝棉__剧烈燃烧__。
分析上述实验现象,你对燃烧条件新的理解是__改变氧气的浓度或改变与氧气的接触机会,都可以促进或抑制燃烧__。
【反思交流】1.当我们对某一个燃烧条件进行探究时,要注意什么问题才能保证实验的可靠性、结论的科学性?解:控制变量,确保探究条件以外的变量保持一致。
2.你能想出多少种熄灭蜡烛的方法?这些方法分别破坏了燃烧的什么条件?解:吹灭蜡烛——降低温度到着火点以下;用灯罩盖灭——隔绝氧气。
一、实验目的1. 探究燃烧发生的必要条件。
2. 分析燃烧过程中氧气、温度和可燃物之间的关系。
3. 通过实验验证燃烧三要素:氧气、可燃物和温度的相互影响。
二、实验原理燃烧是指可燃物在氧气的作用下,发生氧化反应并释放出热能和光能的过程。
燃烧的发生需要满足三个条件:可燃物、氧气和达到着火点的温度。
本实验通过控制变量法,分别研究氧气、温度和可燃物对燃烧的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:木条、火柴、蜡烛、酒精、砂纸、试管、酒精灯、集气瓶、烧杯、水、玻璃棒等。
2. 实验仪器:酒精灯、集气瓶、烧杯、玻璃棒、天平、温度计等。
四、实验步骤1. 实验一:探究氧气对燃烧的影响(1)将一根木条点燃,放入集气瓶中,观察木条燃烧情况。
(2)将集气瓶中的氧气抽空,再次将点燃的木条放入集气瓶中,观察木条燃烧情况。
2. 实验二:探究温度对燃烧的影响(1)点燃蜡烛,将蜡烛放在试管中,观察蜡烛燃烧情况。
(2)用玻璃棒蘸取少量酒精,滴在蜡烛火焰上,观察蜡烛燃烧情况。
3. 实验三:探究可燃物对燃烧的影响(1)将火柴点燃,放入烧杯中,观察火柴燃烧情况。
(2)用砂纸将木条表面摩擦,使其表面粗糙,点燃木条,放入烧杯中,观察木条燃烧情况。
五、实验结果与分析1. 实验一:当集气瓶中的氧气被抽空后,木条无法燃烧。
这说明氧气是燃烧的必要条件之一。
2. 实验二:蜡烛在试管中燃烧,当酒精滴在蜡烛火焰上时,火焰变得更旺。
这说明温度对燃烧有显著影响。
3. 实验三:火柴在烧杯中燃烧,而摩擦后的木条燃烧得更旺。
这说明可燃物的性质对燃烧有影响。
六、实验结论1. 燃烧的发生需要满足三个条件:可燃物、氧气和达到着火点的温度。
2. 氧气是燃烧的必要条件之一,氧气充足时,燃烧更旺。
3. 温度对燃烧有显著影响,温度越高,燃烧越旺。
4. 可燃物的性质对燃烧有影响,可燃物越易燃,燃烧越旺。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,避免火灾事故发生。
2. 实验操作要规范,确保实验结果的准确性。
燃烧条件的探究实验
燃烧条件探究实验是分析物质燃烧及其各种燃烧变化的有效手段。
它涉及多个专业领域,如化学、机械、动力、材料等,用于研究物质对不同燃烧条件的反应。
燃烧条件探究实验可以大致分为燃料探究和燃烧探究两个基本阶段。
燃料探究的目的在于探讨燃料的物理性质,包括沸点、粘度、比重、混合物性质等等。
燃烧探究则是研究燃料在实骅条件下如何燃烧,包括反应物密度、反应物温度、燃料/氧气/其他添加物比例、反应物混合比例等影响燃烧性能及其变化的因素。
燃烧条件探究实验需要专业的设备,例如回旋燃烧器回旋燃烧实骅装置,它可以模拟燃烧过程的实骅环境,控制燃烧的参数,如燃烧温度、压力、流速等,并且可以准确测量反应物温度、压力、混合气体中各种组分的浓度等。
同时,专用的脉冲拍摄装置可以测量实骅燃烧的辐射能量,从而定量评价反应物的燃烧效果。
燃料探究与燃烧探究有很多交叉叠加之处,涉及到复杂的物理和化学现象。
因此,进行燃烧条件探究实骅时,实骅参数的控制和测量都十分重要,它可以为燃烧反应数据统计、信息化及模型拟合提供可靠的依据。
《燃烧条件的探究》知识清单一、燃烧的定义燃烧是一种剧烈的氧化反应,通常伴随着发光、发热的现象。
物质燃烧时,会与氧气(或其他氧化剂)发生化学反应,释放出能量。
二、燃烧的条件燃烧的发生需要同时满足三个条件:可燃物、氧气(或其他助燃剂)、达到着火点。
1、可燃物可燃物是能够燃烧的物质,例如木材、纸张、汽油、煤炭等。
不同的可燃物具有不同的燃烧特性,包括燃烧的难易程度、燃烧速度、产生的热量等。
2、氧气(或其他助燃剂)氧气是常见的助燃剂,但并非唯一的。
在一些特殊情况下,其他物质也可以充当助燃剂,如氯气可以支持某些金属的燃烧。
燃烧过程中,可燃物与助燃剂发生化学反应,使燃烧得以持续。
3、达到着火点着火点是可燃物燃烧所需要的最低温度。
每种可燃物都有其特定的着火点。
例如,白磷的着火点约为 40℃,纸张的着火点约为 130℃,木材的着火点约为 250 300℃。
当可燃物的温度达到着火点时,与氧气接触就会发生燃烧。
三、探究燃烧条件的实验1、实验装置通常使用以下装置来探究燃烧的条件:一个铜制的三脚架,上面放置一块石棉网,石棉网上放置等量的红磷和白磷。
在装置的一侧放置一个盛有热水的烧杯,将一部分白磷浸没在热水中。
2、实验步骤(1)观察常温下放置在石棉网上的红磷和白磷,此时两者均不燃烧。
(2)将盛有热水的烧杯放在石棉网下方,使部分白磷浸没在热水中。
可以看到,浸没在热水中的白磷不燃烧,而暴露在空气中的白磷燃烧起来。
(3)用导管向热水中浸没的白磷通入氧气,可以观察到白磷在热水中燃烧。
3、实验分析(1)常温下红磷和白磷都不燃烧,说明温度未达到着火点时,可燃物不会燃烧。
(2)暴露在空气中的白磷燃烧,而浸没在热水中的白磷不燃烧,说明燃烧需要氧气。
(3)向热水中浸没的白磷通入氧气后燃烧,说明在有可燃物和达到着火点的条件下,有氧气参与才能燃烧。
四、燃烧条件的应用1、灭火原理根据燃烧的条件,可以得出灭火的原理主要有以下几种:(1)清除可燃物或使可燃物与火源隔离。
案例21.探究燃烧条件
【问题的提出】
初中化学教材在探究物质燃烧的条件时,常用的方法都是在烧杯中放入热水,烧杯口部盖一块薄铜片,然后在热水中放一小块白磷,铜片上不同的位置上分别放一小块白磷和少量红磷,通过比较热水中白磷、铜片上白磷和红磷的燃烧现象得出可燃物燃烧的条件。
实验中白磷在铜片上燃烧,生成的白烟直接扩散在空气中,严重污染室内的空气;实验时红磷和白磷的用量都很少,铜片本身又有颜色,学生不易观察到铜片上首先燃烧的是红磷还是白磷;做白磷水下燃烧的实验时,直接将白磷放在烧杯中,由于白磷受热融化,通入氧气时,被氧气吹散到烧杯底各处,实验不易成功。
将原装置开放式改为封闭式装置,既可以产生明显上述实验现象,也避免了出现“硝烟滚滚”的场面。
【改进与设计】
1.实验用品
双孔胶塞2个、90°弯管2套、试管2支、锥形瓶4个、止水夹2个、鼓气球1个、Y形管1个。
白磷、红磷、氢氧化钠溶液(用于处理排出的P2O5)。
2
燃烧条件实验
2.实验步骤
2.1 按图3-26所示连接好装置,用止水夹夹住导管1、导管2,分别把红磷、白磷加入到试管1、试管2内。
2.2 分别向试管1、试管2所在的锥形瓶中加入温度约为60℃~70℃的热水。
此时会观察到试馆2内出现火光,并产生大量白烟,但很快火光熄灭。
2.3 打开止水夹1,关闭止水夹2,向试管1中鼓气。
无明显现象。
2.4打开止水夹2,关闭止水夹1,向试管2中鼓气。
会观察到每鼓一下,试管内就会出现一次火光。
【问题与讨论】
1.所用试管尽可能小,不易取用大号试管,因为试管内空气过多,开始时会消耗过多的白磷而影响下面的实验,且产生大量白烟,不利于观察。
2.图中4处在开始时最好也用止水夹封住,不然可能会出现倒吸而令实验失败。
3.实验现象明显,可反复进行,不会造成污染,安全可靠,不会造成仪器损坏,而且把鼓气分开,防止了学生产生“氧气被白磷消耗完,红磷才没有燃烧”的误解。
案例22.废电池材料的回收
【问题的提出】
电池在日常生活中的使用量正在迅速增加,已渗入到我们生活和工作的每一个角落。
我国是电池生产和消费大国,目前年产量达140亿枚,占世界产量1/3。
如果以全国约3.6亿个家庭,每户每年用10枚计,消费量已是36亿。
若加上集团消费,每年将出现上百亿个废旧电池。
这些电池若未得到妥善处理,将直接或间接地危害人们的身体健康。
一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值,并造成永久性公害。
对于废电池的最佳处理办法是再生利用,提取其中的有用成分,将废物变为资源。
废电池的回收,是废电池环境管理的首要环节,也是难度最大的一个环节。
据中国电池工业协会统计,中国目前的废旧电池回收率不足2%。
下面实验介绍从费旧干电池中回收铜片、炭棒、锌片、二氧化锰、氯化铵等有用物质,实现废物再利用。
【实验用品】
剪刀、榔头、烧杯、玻璃棒、三脚架(或铁架台)、酒精灯、石棉网、抽滤瓶、废电池、稀硫酸、高锰酸钾等。
【实验原理】
干电池里有铜片、炭棒、锌片、二氧化锰、氯化锌、氯化铵、炭黑、石墨等单质和化合物。
通过溶解、洗涤、过滤、蒸发、灼烧等操作,能得到这些物质。
【实验操作】
1.回收锌
用剪刀取出废电池的外皮,洗净后剪碎晾干,即得到碎片,可用于制取氢气。
如果想得到锌粒,把碎片放在铁坩埚中加强热使它熔化(锌的熔点是410.6℃),熔化时会有少量氧化锌白雾生成。
熔化后除去浮渣,倒出熔融液,让它冷却。
按上法再熔化一次,把熔融液倒在铁板上,在它凝固时把锌割碎,就得到锌粒。
2.回收铜片
取下废电池上的铜帽捶扁,先用煮沸的稀硫酸洗涤,再用清水漂洗干净、晾干,就得到紫红色的铜片。
3.回收炭棒
从废电池中取出炭棒,洗净即可。
它可用作电解器中的电极和燃料电池的电极等。
4.回收二氧化锰
4.1取出干电池中的黑色糊状物,放在烧杯里,加热水搅拌,洗涤2~3次,除去其中氯化铵和氯化锌等可溶物。
4.2取出黑色沉淀物,放在石棉网上,先用小火烘干,然后渐渐加大火焰,对烘干的黑色粉末强热灼烧(温度由低到高慢慢加热),使黑粉中的炭黑和石墨不断被氧化。
灼烧温度不能过高,时间不宜过长,因为超过530℃会有部分二氧化锰被分解。
4.3当粉末中不再产生气体时,停止加热,略冷却,加入1药匙高锰酸钾,充分研细混匀,再次加热灼烧。
这时会产生一些火星,说明有一部分炭跟高锰酸钾反应。
见没有火星后再次冷却,这时少量残留炭已基本被除尽。
用自制的二氧化锰作氯酸钾或双氧水制氧气的催化剂,效果不
错。
5.回收氯化铵
洗涤干电池中黑色糊状物时,其中不溶于水的物质主要是二氧化锰(含少量炭黑)。
氯化铵溶于洗液中,把洗液抽滤一次即得澄清的滤液,经加热、蒸发、浓缩、结晶,即得到氯化铵晶体(其中含有少量的氯化锌)。
如果要得到较纯的氯化铵,可以作重结晶处理。
案例23.土壤pH值的测定
【问题的提出】
以土壤为研究对象开展研究性学习对于农村中学有着特别的意义。
学生通过查阅资料和进行实验,认识土壤对农作物生长的影响。
土壤里含有许多有机酸、无机酸、碱以及盐类等物质,各种物质的含量不同,使土壤显示出不同的酸碱性。
土壤的酸碱度会影响作物生长,各种作物对土壤pH值的要求也是不同的。
下表是一些主要农作物适宜生长的PH值范围:
所以测定土壤pH值,了解特定的土壤适合种植那一种农作物是一件很有意义的研究性学习活动。
【实验用品】
小铲、试管、烧杯、精密pH试纸、土壤、蒸馏水等。
【实验原理】
土壤的酸碱性可以用酸度表示,即用pH值表示土壤的酸碱性。
习惯上把pH值在6.5~7.5范围内的土壤叫中性土。
土壤酸碱度的分级情况见下表:
测定土壤的酸度,一般用蒸馏水或盐溶液(常用氯化钾)提取土壤中游离态或代换性的氢离子,然后用pH试纸或备有标准色阶的pH 混合指示剂测定溶液的酸碱度。
如果用pH计,测定的值更精确。
【实验操作】
1.分几个点采集土壤样品,将各点的样品充分混合。
2.取风干或新鲜土样,放入试管内,加入5mL蒸馏水,试管口加塞后充分振荡。
3.以上悬浊液放置澄清后用精密pH试纸(pH值在5.5~9.8)测定上层清液的酸度。
【补充说明】
1.土壤样品的采集要科学。
例如,测定大田的土壤酸度,采样时应多点取样,如10亩地可取5个点,30亩地可取10个点,大于30亩可取15~20个点。
把各点的样品充分混合后,测定所取土样。
为了保证测定准确,应重复测试一次,加以验证。
2.蒸馏水必须用pH=7的中性水,否则要用氢氧化钠溶液或盐酸把pH值调到中性。
3.测试用的土样一般以新鲜的自然湿土为宜。
保存备用土样要风干,潮湿的土壤易受微生物的作用而改变土壤的性质。
风干的方法是:把土样摊在塑料薄膜或纸上,趁它在半干状态时压碎,除去残根等杂质,铺成薄层晾干,再用木棒碾碎。
风干场所要干燥通风,防止
酸、碱气体侵入。
风干后再次研磨、过筛处理,最后装入土样瓶或塑料袋内,保存备用。