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  4. 爆炸、自燃氧气的制取和收集质量守恒定律灭火的原理和方法

下列对相关实验的分析和所得结论,你认为正确的是()A.向盛有粉尘的金属罐中快速鼓入空气点火发生爆炸,说明该粉尘一定是面粉B.燃烧掉的蜡烛质量与收集到的生成物质量相等,说

一、题文

下列对相关实验的分析和所得结论,你认为正确的是(  )
A.向盛有粉尘的金属罐中快速鼓入空气点火发生爆炸,说明该粉尘一定是面粉
B.燃烧掉的蜡烛质量与收集到的生成物质量相等,说明实验结果符合质量守恒定律
C.用扇子扇灭蜡烛的火焰,原因是蜡烛的温度降到着火点以下
D.加入高锰酸钾也能加快氯酸钾的分解速度,说明高锰酸钾是该反应的催化剂

考点提示:爆炸、自燃,氧气的制取和收集,质量守恒定律,灭火的原理和方法

二、答案

A、向盛有粉尘的金属罐中快速鼓入空气点火发生爆炸,该粉尘不一定是面粉,还可能是煤粉.故选项错误;
B、燃烧的蜡烛质量与参加反应的氧气的质量之和才等于生成物的质量.故选项错误;
C、用扇子扇灭蜡烛的火焰,是因为风带走热量,蜡烛的温度降到着火点以下,故选项正确;
D、加入高锰酸钾也能加快氯酸钾的分解速度,是因为高锰酸钾受热分解能生成二氧化锰,二氧化锰作氯酸钾分解的催化剂,从而加快了氯酸钾的分解速率.故选项错误.
故选C.

三、考点梳理

知名教师分析,《下列对相关实验的分析和所得结论,你认为正确的是()A.向盛有粉尘的金属罐中快速鼓入空气点火发生爆炸,说明该粉尘一定是面粉B.燃烧掉的蜡烛质量与收集到的生成物质量相等,说》这道题主要考你对 爆炸、自燃氧气的制取和收集质量守恒定律灭火的原理和方法 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:爆炸、自燃,氧气的制取和收集,质量守恒定律,灭火的原理和方法

考点名称:爆炸、自燃
  • 自燃:
    1. 概念:自燃是由缓慢氧化引起的自发燃烧。如果缓慢氧化产生的热量不能及时散失,就会越积越多,当温度升高到可燃物的着火点时,如果再遇到氧气就会引起自发的燃烧,这就是自燃。
    爆炸:
    1. 概念:通常说的爆炸指可燃物拒有限空间内急速燃烧,短时间内聚积大量的热量,使气体体积迅速膨胀引起的爆炸。
  • 自燃:
        露在地表的煤层,由于气候炎热,发生缓慢氧化反应而导致自燃。
    贮存棉花、饲草的仓库,沾满机器油的破布、棉丝等堆积时间长了,通风不好有时就会自燃。在干燥的季节,森林也会自燃。
    在坟地里出现“磷火”也是一种自燃现象。
    人和动物机体里含磷的有机物腐败分解能生成磷化氢气体。这种气体着火点很低,接触空气就会自燃。在缺乏科学知识的时代,常把这种自燃现象说成是“鬼火”。
    平时将白磷浸泡在冷水里,防止自燃。白磷的着火点低(40℃),可用它做自燃实验。取出少许白磷溶解在二硫化碳中,然后把溶液倒在滤纸上,待二硫化碳挥发后,白磷在滤纸上与空气中氧气充分接触就会自燃。

    爆炸:
         爆炸是我们日常生活中常见的观象,但有的爆炸仅仅是由物理变化引起的,如轮胎爆炸;有螳爆炸则是由化学变化引起的,如火药爆炸,汽油、液化气等燃料的爆炸等。其中,由化学变化引起的爆炸是学习的重点,这种类型的爆炸主要是由于:
    ①在有限的空间 (如炸弹)内,发生急速的燃烧,短时问聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀;
    ②氧气的浓度高,或者可燃物 (气体、粉尘)与氧气的接触面积很大,燃烧范围广,周围的空气迅速猛烈膨胀。防止这类爆炸的方法:通风,禁止烟火等。
  • 燃烧,缓慢氧化,自燃,爆炸(由化学变化引起)的比较:
    燃烧缓慢氧化自燃爆炸
    概念可燃物与氧气发生的一种发光放热的剧烈的氧化反应缓慢进行的氧化反应由缓慢氧化引起的自发燃烧可燃物在有限空间内发生的急速燃烧
    能量变化放热明显放出热量随时散失放热明显放热明显
    温度达到可燃物的着火点未达到可燃物的着火点达到可燃物的着火点达到可燃物的着火点
    是否发光发光无明显发光现象发光发光
    联系均属于氧化反应,均放出热量
  • 易燃易爆物的安全知识:
    (1)易燃物:一般来说,易燃物指的是那些易燃的气体和液体,容易燃烧、自燃或遇水可以燃烧的固体,以及一些可以引起其他物质燃烧的物质等。常见的有硫;磷、酒精,液化石油气、氢气、乙炔、沼气、石油产品、面粉、棉絮等。

    (2)易爆物:指的是那受热或受到撞击时.容易发生爆炸的物质。

    (3)一些与燃烧和爆炸有关的图标:

    (4)再生产、运输、使用、储存易燃、易爆物时的注意事项:
    ①对厂房和仓库的要求:与周围建筑物间有足够的防火距离。车间,仓库要有防火、防爆、通风、静电除尘、消防等器材设备,严禁烟火,杜绝一切可能产生火花的因素。容器要求:要牢固、密封、警示标志明显且要注明物品名称、化学性质、注意事项。
    ③存放要求:单存、单放、远离火种:注意通风。
    ④运输要求:轻拿轻放、勿撞击。
    ⑤工作人员要求:严禁烟火、人走电断。

    火灾自救及逃生策略:

    (1)可燃性气体泄漏时的注意事项当室内天然气、液化石油气、煤气泄漏后室内充满可燃性气体.在此环境中打电话或打开换气扇开关,可能产生电火花,造成爆炸、所以应先关闭总阀、开窗通风,并在杜绝一切明火的同时,查找泄露的原因。

    (2)火灾自救策略
    ①迅速找到安全通道;
    ②火灾时上层空气中氧气少,毒气浓度大,所以要匍匐前进:
    ③房间发生火灾时不能随时开门开窗,开门开窗会增加氧气量,使火势更加凶猛;
    ④火灾时,会产生大量浓烟,使人窒息,因此最好用湿布捂住口鼻;
    ⑤在山林中遇到火灾时,应逆风而跑,因为顺着风更容易被烧伤或发生危险。

    爆炸极限:
    (1)概念:可燃性气体在空气中达到一定浓度时,遇到明火会发生爆炸,人们把容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围,称为该气体的爆炸极限。
    ①当可燃性气体在混合气体中的含量高于爆炸极限的上限时,可燃性气体可以安静地燃烧;而低于爆炸极限的下限时,则无法燃烧。
    ②我们通常所说额可燃性气体检验纯度,其实就是检验可燃性气体有没有达到爆炸极限,只要超过爆炸极限的上限,可燃性气体就可以安静的燃烧。

    (2)几种常见物质的爆炸极限
    可燃物爆炸极限
    甲烷5%-15%
    丙烷2.2%-9.5%
    乙醇3.4%-19%
    氢气4.0%-75%
    一氧化碳12.5%-74%
    液化气2.0%-12%
    水煤气7.0%-72%

    粉尘爆炸实验:
    (1)实验装置及步骤
    下面是模拟粉尘爆炸的一个实验:如下图所示,在无盖小塑料筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住金属筒,迅速鼓入大量空气,不久,便会听到“砰”的一声,爆炸的气浪将金属筒的塑料盖掀起。


    (2)现象:砰的一声响,伴随着一团火光产生,放热,塑料盖被掀起。

    (3)分析:面粉被吹起,与空气充分接触,又被蜡烛点燃,在有限空间内发生急剧地燃烧,并让出大量热,产生的气浪将塑料盖掀起,说明可燃物的粉尘在有限的空间内急剧燃烧,能发生爆炸。
考点名称:氧气的制取和收集
  • 氧气的制取是初中化学的重点,也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识,而且要触类旁通,逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。
  • 实验室制取收集氧气:

    过氧化氢制氧气高锰酸钾制氧气
    药品和反应原理2H2O22H2O+O22KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2
    发生装置固液常温型
    固体加热型
    收集装置氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集
    整体装置图
    操作步骤①检查装置气密性
    ②再锥形瓶中装入二氧化锰
    ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来)
    ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
    ⑤收集氧气
    ①检查装置气密性
    ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花)
    ③将试管固定在铁架台上
    ④点燃酒精灯,预热后加热试管
    ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体
    ⑥收集完毕,先将导管移出水面
    ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
    注意事项①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。
    ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。
    ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。
    ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。
    ①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
    ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。
    ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
    ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。
    ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
    ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
    ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。
    ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
    ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。
    ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。
考点名称:质量守恒定律
  • 质量守恒定律的概念及对概念的理解:
    (1)概念:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。

    (2)对概念的理解:
    ①质量守恒定律只适用于化学反应,不能用于物理变化例如,将2g水加热变成2g水蒸气,这一变化前后质量虽然相等,但这是物理变化,不能说它遵守质量守恒定律。
    ②质量守恒定律指的是“质量守恒”,不包括其他方面的守恒,如对反应物和生成物均是气体的反应来说,反应前后的总质量守恒,但是其体积却不一定守恒。
    ③质量守恒定律中的第一个“质量”二字,是指“参加”化学反应的反应物的质量,不是所有反应物质量的任意简单相加。
    例如,2g氢气与8g氧气在点燃的条件下,并非生成10g水,而是1g氢气与8g氧气参加反应,生成9g水
    ④很多化学反应中有气体或沉淀生成,因此“生成的各物质质量总和”包括了固态、液态和气态三种状态的物质,不能把生成的特别是逸散到空气中的气态物质计算在“总质量”之外而误认为化学反应不遵循质量守恒定律
  • 质量守恒定律的微观实质:
    (1)化学反应的实质在化学反应过程中,参加反应的各物质(反应物) 的原子,重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为:


    (2)质量守恒的原因在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子本身的质量也没有改变,所以,反应前后的质量总和必然相等。例如,水通电分解生成氢气和氧气,从微观角度看:当水分子分解时,生成氢原子和氧原子,每两个氢原子结合成一个氢分子,每两个氧原子结合成一个氧分子。

     
  • 质量守恒定律的延伸和拓展理解:

    质量守恒定律要抓住“六个不变”,“两个一定变”“两个可能变”。
    六个不变宏观反应前后的总质量不变
    元素的种类不变
    元素的质量不变
    微观原子的种类不变
    原子的数目不变
    原子的质量不变
    两个一定变物质的种类一定变
    构成物质的分子种类一定变
    两个可能变分子的总数可能变
    元素的化合价可能变

    如从水电解的微观示意图能得出的信息:
    ①在化学反应中,分子可以分成原子,原子又重新组合成新的分子;
    ②一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,或一个氧分子由两个氧原子构成、一个氧分子由两个氢原子构成。或氢气、氧气是单质,水是化合物
    ③原子是化学变化中的最小粒子。
    ④水是由氢、氧两种元素组成的。
    ⑤在化学反应,氧元素的种类不变。
    ⑥在化学反应中,原子的种类、数目不变。
    ⑦参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
  • 质量守恒定律的发现:
    1. 早在300多年前,化学家们就对化学反应进行定量研究。1673年,英国化学家波义耳(RobertBoyle, 1627-1691)在一个敞口的容器中加热金属,结果发现反应后容器中物质的质量增加了。

    2. 1756年,俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里锻烧,锡发生变化,生成白色的氧化锡,但容器和容器里物质的总质量,在锻烧前后并没有发生变化。经过反复实验,都得到同样的结果,于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。

    3. 1774年,法国化学家拉瓦锡用精确的定量实验法,在密封容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质质量之间的关系,得到的结论是:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。

    4. 后来.人们用先进的测址仪器做了大量精度极高的实验,确认拉瓦易的结论是正确的。从此,质量守恒定律被人们所认识。

    质量守恒定律的应用:
    (1)解释问题
    ①解释化学反应的本质—生成新物质,不能产生新元素(揭示伪科学的谎言问题)。
    ②解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物。

    (2)确定反应物或生成物的质量
    确定反应物或生成物的质量时首先要遵循参加反应的各种物质的质量总量等于生成的各种物质的质量总和;其次各种物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比。

    (3)确定物质的元素组成
    理解在化学反应前后,元素的种类不发生改变。可通过计算确定具体的元素质量。

    (4)确定反应物或生成物的化学式
    比较反应前后各种原子个数的多少,找出原子个数的差异。但不能忘记化学式前的化学计量数。

    (5)确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)
    运用质量守恒定律确定某物质的相对分子质量 (或相对原子质量)时,首先寻找两种已知质量的物质,再根据化学方程式中各物质间的质量成正比即可计算得出。注意观察物质化学式前面的化学计量数。

    (6)确定化学反应的类型
    判定反应的类型,首先根据质量守恒定律判断反应物、生成物的种类和质量(从数值上看,反应物质量减少,生成物质最增加)。如果是微观示意图,要对比观察减少的粒子和增加的粒子的种类和数目再进行判断。

    (7)判断化学方程式是否正确
    根据质量守恒定律判断化学方程式的对与否关键是看等号两边的原子总数是否相等,同时注意化学式书写是否有误。
考点名称:灭火的原理和方法
  • 灭火的原理
    破坏燃烧的条件,即可达到灭火的目。
    ①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;②隔绝氧气(或空气);③使可燃物的温度降到着火点以下。破坏燃烧的三个条件中任何一个即可达到灭火的目的。
  •  灭火原理的实验探究:
    实验方案现象分析
    点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯.将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中只烧杯中加适量碳酸钠和稀盐酸如下图:
    ①在倒扣烧杯中的蜡烛熄灭
    ②正放在烧杯中的蜡烛正常燃烧
    ③加入适量碳酸钠和稀盐酸的烧杯中的蜡烛很快熄灭
    ①在倒扣烧杯中的蜡烛因钮气不足而熄灭
    ②正放存烧杯中的蜡烛与氧气接触,温度保持在蜡烛的着火点以上,因此能正常燃烧
    ⑧稀盐酸与碳酸钠迅速反应产生大量的二氧化碳气体,二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧,所以蜡烛很快熄灭。
  •  灭火方法:
    ①将可燃物撤离燃烧区.与火源隔离.如液化气、煤气起火,首先要及时关闭阀门,以断绝可燃物的来源;扑灭森林火灾,可用设置隔离带的方法使森林中的树木与可燃烧区隔离

    ②将燃着的可燃物与空气隔离,如厨房油锅起火,盖上锅盖就能灭火;二氧化碳灭火器能火火的原因之一是灭火器喷出的大量二氧化碳在燃烧物表面形成一层二氧化碳气体层,使燃烧物与在空气隔绝,达到灭火的目的

    ③用大量的冷却剂(如水、干冰等)冷却可燃物,使温度降低到可燃物的着火点以下,如建筑物起火时,用高压水枪灭火等。

    易错点:
    灭火时降低温度不是降低着火点,着火点是物质的固有属性,一般情况下不能改变。
  • 几种常见灭火器的灭火原理和适用范围:
    灭火器灭火原理适用范围
    泡沫灭火器灭火时.能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能黏附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的可用来扑灭木材、棉布等燃烧引起的灭火
    利用压缩的二氧化碳吹出干粉(主要含有碳酸氧钠)来灭火具有流动性好,喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能,除可用来扑灭一般失火外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火
    在加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中,灭火时再将其喷出,有降温和隔绝空气的作用火火时不会因留下任何痕迹而使物体损坏.因此可用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火.使用时,手一定要先握在钢瓶的木柄上,否则.会把手冻伤。

    泡沫灭火器的灭火原理:

    1. 泡沫灭火器的灭火原理:

    现象:当把吸滤瓶倒置后,浓HCl与Na2CO3溶液剧烈反应,产生大量CO2气体夹带着水从导管喷出。
    方程式:Na2CO3+HCl==2NaCl+H2O+CO2↑(泡沫灭火原理)

    2. 实际使用的泡沫灭火器,常用硫酸铝来代替盐酸(或硫酸),用碳酸氢钠来代替碳酸钠,为了产生泡沫,常放入甘草或皂角等原来制取液体。把泡沫灭火器倒转时,两种药液相互混合,发生如下反应:Al2(SO4)2+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2
    大量的二氧化碳跟发泡剂形成泡沫,从喷嘴中喷射出来,覆盖在燃烧物上,使燃烧物隔绝空气和降低温度,达到灭火的目的。但是,因为泡沫中含有水分,不宜用于扑救遇水发生燃烧或爆炸的物质(如钾、钠、电石等)引起的火灾;对于电器火灾,要在切断电源后才能使用泡沫灭火器。

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