1. 木炭燃烧实验
实验步骤
取一小块木炭,使用坩埚钳,将其放置在酒精灯火焰上加热至木炭表面呈现红色。接着,将燃烧的木炭缓慢插入盛有氧气的集气瓶中,确保瓶口朝下。观察木炭在氧气中燃烧的情况。待木炭燃烧停止后,取出坩埚钳,往集气瓶中加入少许澄清石灰水,并轻轻摇晃,观察发生的变化。
实验现象
木炭在空气中燃烧时呈现稳定的红热状态,且无烟无火焰;但在纯氧中燃烧时,火焰更加旺盛,甚至会发出刺眼的白光。当加入澄清石灰水后,水变得浑浊,表明有反应发生。
化学反应式
C + O₂ → CO₂ (前提是需要点燃)
注意事项
在操作过程中,应确保木炭从集气瓶的上方缓慢插入,这样可以保证有充足的氧气支持木炭燃烧。若木炭燃烧时生成的二氧化碳过多,可能会导致木炭熄火,因此需要避免这一情况。
2. 硫磺燃烧实验
实验步骤
取少量硫磺放置在燃烧匙上,并点燃。待硫磺燃烧后,将燃烧中的燃烧匙由上而下缓慢放入盛有氧气的集气瓶内,观察硫磺在空气中和在氧气中的燃烧现象。
实验现象
硫磺在空气中燃烧时,火焰呈现淡蓝色;而在纯氧环境中,火焰则变为蓝紫色。此过程中,硫磺会生成一种有刺激性气味的气体,通常是二氧化硫。
化学反应式
S + O₂ → SO₂ (点燃条件)
注意事项
为了避免空气污染,可以在集气瓶中加入适量的氢氧化钠溶液,吸收生成的有毒气体二氧化硫,确保实验环境的安全。
3. 细铁丝在氧气中燃烧的实验
实验步骤
将一根光亮的细铁丝绕成螺旋状,并在其一端系上一根火柴。点燃火柴后,待火柴接近燃尽时,缓慢将燃烧中的细铁丝插入盛有氧气的集气瓶中,观察细铁丝在氧气中的燃烧情况。
实验现象
细铁丝在氧气中燃烧时,火焰猛烈,火星四溅,同时会生成一种黑色的固体物质,通常是氧化铁。
化学反应式
3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (点燃条件)
注意事项
在进行实验前,要用砂纸将细铁丝磨成银白色,以去除表面的氧化物和杂质,这样有助于铁丝的充分燃烧。
将细铁丝卷成螺旋状,目的是增加其表面积,使得燃烧更加剧烈。
火柴点燃后,待火柴接近燃尽时再将细铁丝放入氧气集气瓶中,这样可以避免火柴在反应中消耗过多氧气,从而影响实验效果。
将细铁丝由上而下缓慢插入集气瓶,可以防止因过快插入而导致反应温度过高,影响实验的稳定性。
在集气瓶中预先加入少量水,或在瓶底铺上一层细沙,能够帮助收集和隔离反应过程中可能产生的热量,并减少对实验结果的干扰。
通过这些实验,我们能够直观地观察到不同物质在不同条件下的燃烧现象,理解化学反应的本质。每个实验的操作细节都需要严谨执行,以确保反应的顺利进行和准确的实验结果。