专题02 蜡烛燃烧和吸入呼出气体实验的探究-2022-2023学年九年级化学专题讲义（人教版）

蜡烛燃烧和吸入呼出气体实验的探究- v 蜡烛燃烧的实验 v 人体吸入和呼出气体的探究 v 检查装置气密性 知识点一 蜡烛燃烧的实验探究 实验探究步骤 现象和结论 点燃前： ① 观察蜡烛的颜色、状态、形状 ② 用小刀切下一小块蜡烛，投入水中 颜色：乳白色；状态：固态；形状：圆柱状。 切下一小块：硬度小； 投入水中未溶解：难溶于水； 浮于水面上：密度比水小。 点燃(时)蜡烛： ① 用火柴点燃蜡烛，观察蜡烛火焰 ② 去一根火柴，迅速平放在火焰中，1s后取出 ③ 用一干燥烧杯罩在火焰上方，片刻取下火焰上方烧杯，迅速倒转，向烧杯内倒入少量澄清石灰水、振荡 石蜡火焰：其火焰分三层，外层最明亮、内层最暗； 火柴梗接触外焰部分先变黑：外焰温度最高； 烧杯内有无色液滴，澄清石灰水变浑浊：蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳。 熄灭蜡烛： ① 将蜡烛熄灭、观察 ② 用火柴判断刚熄灭时的白烟 有白烟：蜡烛燃烧时先由固态转变成液态，再汽化，而后燃烧； 白烟燃烧：白烟是石蜡蒸气冷凝而成的石蜡固体小颗粒。 【典例1】★★★★☆ 将燃着的蜡烛放在图1所示的密闭容器中，同时用氧气传感器测出密闭容中氧气含量的变化如图2所示。下列说法不正确的是（　　） A.蜡烛燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数为21% B.蜡烛燃烧需要氧气 C.蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气 D.蜡烛熄灭后，密闭容器中二氧化碳的体积分数为84% 【答案】D 【解析】A.由图示可知，蜡烛燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数为21%，故选项说法正确。 B.反应前瓶内氧气的体积分数约是21%，反应后氧气的体积分数达到16%，氧气被消耗，说明蜡烛燃烧需要氧气，故选项说法正确。 C.当氧气的体积分数达到16%时，蜡烛熄灭，蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气，故选项说法正确。 D.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，还应有水蒸气、燃烧前瓶内的其它气体，故选项说法错误。 【训练1】★★★☆☆ 下列有关蜡烛燃烧的实验现象的叙述，错误的是（　　） A.蜡烛在空气中燃烧发黄光，放热，有黑烟 B.在蜡烛火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水珠 C.蜡烛燃烧时生成了二氧化碳和水 D.用火柴点燃蜡烛刚熄灭时上方飘出的白烟，蜡烛能重新燃烧 【答案】Ｃ 知识点二　人体吸入和呼出气体的探究 实验探究步骤 现象和结论 1.收集呼出气体 ①在两个集气瓶中装满水，用玻璃片盖住瓶口，倒放在水中，将塑料管小心插入集气瓶中，吹气 ②在水中集满气体后，用玻璃片盖住瓶口，从水中取出正放在桌面上 集气瓶中的水被挤出，集气瓶内充满气体：呼出的气体溶解性差 气体性质：无色、密度比空气大 2.探究呼出气体的性质 ①向一个盛空气的集气瓶和一个盛呼出气体的集气瓶中，各滴入几滴澄清石灰水振荡 ②将燃着的木条插入另一个盛有呼出气体的集气瓶中 ③取一块干燥的玻璃片对着呼气，并于放在空气中的另一块玻璃片比较 盛空气的集气瓶内澄清石灰水一段时间内没有变浑浊， 盛呼出气体的集气瓶内石灰水变浑浊：澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，人呼出气体中的二氧化碳反应生成了碳酸钙； 燃着的木条熄灭：二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧 对着呼气的玻璃片上有无色液滴：人呼出的气体中有水蒸气 【典例1】★★★☆☆ 用下图所示方法探究人体吸入空气和呼出气体的不同，下列叙述正确的是（　　） 　　　　　　 A.通过实验1可以得出人体呼出气体中的二氧化碳含量比空气中的高 B.实验2中燃着的木条在人体呼出气体中比在空气中燃烧时间长 C.通过实验2可以得出人体呼出气体中的二氧化碳含量比空气中的高 D.通过实验2可以得出人体呼出气体中的氧气含量比空气中的低 【答案】Ｄ 【解析】呼吸时把空气中的氧气转化为二氧化碳，同时从体内带出水蒸汽，人体呼出气体和空气中的氧气、二氧化碳、水蒸汽含量不同;氮气的含量基本不变，因为人体没有吸收氮气;呼出的气体与吸入空气相比，具有“两多一少”的特点，即与吸入的空气相比，二氧化碳、水蒸气含量增加，氧气含量减少。 A.呼出的气体含有二氧化碳、水蒸气、氧气氮气等，故选项说法错误。 B.空气与呼出气体成分不完全相同，故选项说法错误。 C.呼吸时消耗氧气，生成二氧化碳，不是减少空气中的氧气便转化为呼出气体，故选项说法错误。 D.呼出的气体里含有较多水蒸气，故选项说法正确。 【典例2】★★★☆☆ 用排水法收集一瓶人体呼出的气体的操作顺序为（　　） ①将饮水管小心地插入集气瓶内，并向集气瓶内缓缓吹气，直到集气瓶充满呼出的气体； ②把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在水槽内； ③将集气瓶盛满水，用玻璃片先盖住瓶口的一部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住； ④在水下立即用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，然后取出集气瓶放在桌上。 A.①②③④　　　　B.②③①④　　　　C.③②①④　　　　D.④③②① 【答案】Ｃ 【解析】用排水法收集一瓶人体呼出的气体时，首先将集气瓶装满水，用玻璃片先盖住瓶口的一小部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住，然后把盛满水的集气瓶连同玻璃片倒放在水槽中，将饮料管小心地插入集气瓶内，并向集气瓶内缓缓吹气，直到集气瓶内充满呼出的气体，然后在水下立即用玻璃片将集气瓶的瓶口盖好，取出集气瓶正放在桌上即可。故操作顺序为③②①④ 【训练1】★★★☆☆ 在对人体吸入的空气和呼出的气体进行实验探究的过程中，向一瓶空气和一瓶呼出气体中各滴入等量澄清石灰水，振荡，发现只有滴入到呼出气体中的澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论是（　　） A.吸入的空气中不含二氧化碳 B.呼出的气体全部是二氧化碳 C.氧化碳在呼出气体中的含量比在吸入的空气中的含量高 D.氧气在呼出气体中的含量比在吸入的空气中的含量低 【答案】Ｃ 【解析】A.发现只有滴入到呼出气体中的澄清石灰水变浑浊，说明吸入的空气中二氧化碳含量较低，不能说明吸入的空气中不含二氧化碳，故选项说法错误。 B.发现只有滴入到呼出气体中的澄清石灰水变浑浊，说明呼出的气体含有二氧化碳，不能说明呼出的气体全部是二氧化碳，故选项说法错误 C.二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，向一瓶空气和一瓶呼出气体中各滴入少量澄清石灰水，振荡，发现只有滴入到呼出气体中的澄清石灰水变浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量较高，故选项说法正确。 D.二氧化碳能使澄清的石灰水変浑浊，向一瓶空气和一瓶呼出气体中各滴入少量澄清石灰水，振荡，发现只有滴入到呼出气体中的澄清石灰水変浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量较高，不能得出氧气在呼出气体中的含量比在吸入的空气中的含量高低的结论，故选项说法错误。 知识点三　检查装置气密性 气密性检查的方法是，在使所要检查的实验系统密封的条件下，通过一定方法，如加热法（改变温度），加水法（往系统内加水），或通入气体等，改变系统内的压强，导致系统内外压强不同，然后观察现象。 u 情况一：空气热胀冷缩法（加热法） 解析 要检查装置是否漏气，应先把导气管的一端浸入烧杯或水槽的水中，用手紧握试管或用手掌紧贴烧瓶的外壁。如果装置不漏气，试管或烧瓶里的空气受热膨胀，导管口就有气泡冒出。把手移开，冷却后，水就从烧杯或水槽中升到导气管里导管内有一段水柱流入，则表明装置气密性良好。 方法 ①连接仪器，使右端导管口处于液面以下； ②双手紧握试管外壁，观察导管口：如果导管口有气泡冒出，并且松开手后，看到导管内有一小段水柱回流； ③说明装置气密性良好。 u 情况二：带有注射器和长颈漏斗的装置 方法 当缓慢拉活塞时，长颈漏斗下端口产生气泡，说明装置气密性良好。当缓慢推活塞时，可观察到长颈漏斗内有液面上升，形成一段水柱，说明该装置气密性良好。 u 情况三：带U型管的装置 方法 检查上图中装置的气密性时，首先，在左侧橡胶管上夹上弹簧夹，向右侧管内注水，若右侧液面高于左侧，再上下调节右侧的管，左右液面总有高度差，且一段时间内高度差不变，说明该装置气密性良好。 u 情况四：带分液（长颈）漏斗的装置 解析 　　因为只要装置不漏气，原来存在于锥形瓶中的空气就不可能消失，始终具有一定的气压，导致所加入的水不能一直进入瓶中，一会儿后长颈漏斗中的液面将不再下降。 方法 长颈漏斗：在右侧橡胶管上夹紧弹簧夹，向长颈漏斗内注水，水会在漏斗颈内形成一段稳定的水柱，长时间不下降，（即长左面漏斗颈内水面和锥形瓶内的水面会有高度差一段时间内不变）表明装置气密性良好。 分液漏斗：方法一：夹紧止水夹，打开分液漏斗上端的磨口塞（这个塞一定要打开）向分液漏斗内注水，再打开分液漏斗活塞，分液漏斗内液面几乎不下降或分液漏斗内液面下降很少后不再下降，说明该装置气密性良好 方法二：关上活塞，用另一根导管连接导管，然后将导管末端浸入水中，再用手握住试管外壁，若导管末端有气泡产生，则说明装置气密性良好。 【典例1】★★★★☆ 下列检查装置气密性的实验设计中，方法合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A项，装置不密闭，气体受热后可从左侧导管逸出，无法确定装置是否漏气；B项，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，若装置不漏气，则长颈漏斗内液面不会下降，方法合理；C项，体能从长颈漏斗逸出，无法确定装置是否漏气；D项，气体可从玻璃管左侧导管逸出，无法确定装置是否漏气。 【训练1】★★★☆☆ 如图所示，龙龙同学采用手握试管外壁的方法检查装置的气密性，若装置的气密性良好，则将双手移开一会后，烧杯内导管处的现象（画圈部分）是（ ） 　　 【答案】C 【解析】握紧试管后会给试管内气体升温，气体膨胀，气压变大，排出部分气体，移开手之后，温度恢复到室温，气压变小，会有部分水倒吸入导管，故C项正确。 故选C。 1.如图所示有关装置气密性检查的化学实验基本操作中，不正确的是 （ ） A.　　　　　B. C.　　　D.　 【答案】D 【解析】A.检查装置的气密性时，向外注射器活塞，锥形瓶内气压减小，长颈漏斗下端管口有气泡冒出，说明气密性良好，故正确； B.关闭止水夹后，向长颈漏斗中注入水并浸没漏斗下端，继续加入水，长颈漏斗中形成一段水柱，证明装置气密性良好，故正确； C.检查装置气密性时，用手握住试管，观察到烧杯中导管口有气泡冒出，则证明该装置气密性良好，故正确； D.如图装置中，长颈漏斗的下端管口没有浸没在液面以下形成液封，因此当推注射器的活塞时，气体进入锥形瓶内，气体会从长颈漏斗中逸出，无法判断装置气密性是否良好，选项D不正确。 2.下列不属于蜡烛燃烧实验现象的是（　　） A.火焰分为三层，外焰最亮 B.熄灭后有白烟产生 C.生成二氧化碳和水 D.罩在火焰上的烧杯内壁出现白雾 【答案】Ｃ 【解析】A.蜡烛的火焰可分为焰心、内焰、外焰三部分，这是可以观察到的。故A正确； B.蜡烛刚熄灭时产生白烟是蜡蒸汽遇冷形成的石蜡固体，故B正确; C.生成二氧化碳和水属于实验结论而不是实验现象，故C错误; D.蜡烛燃烧有水生成，所以可看到罩在火焰上的烧杯内壁出现白雾，故D正确。 3.法拉第曾以《蜡烛的故事》为题为青少年连续开展了多次报告。下列列举了报告中涉及的问题及对问题的回答，其中“对问题的回答”属于“设计实验方案”的是（　　） 选项 问题 对问题的回答 A. 吹灭蜡烛时产生的白烟是什么？ 主要成分是石蜡蒸气 B. 火焰为什么向上？ 热气流上升，形成对流 C. 火焰明亮的原因是什么？ 与火焰中有炭颗粒有关，炭颗粒会影响火焰明亮程度 D. 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