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10. 如图1装置是研究可燃性粉尘浓度、颗粒大小对燃烧剧烈程度的影响,燃烧剧烈程度是用燃烧产生的最大压力来衡量的,容器内壁的传感器可测出燃烧产生的最大压力。
回答下列问题：
(1)装置中燃烧的蜡烛的作用是
(2)要完成可燃性粉尘浓度对燃烧剧烈程度的影响,需进行多次对比实验,操作中在保证其他条件不变的情况下,要控制每次实验
(3)分析图2中的图像,解释其原因：
回答下列问题：
(1)装置中燃烧的蜡烛的作用是
引燃,使可燃性粉尘的温度达到着火点
,可燃性粉尘燃烧越剧烈,传感器显示的压力越大
(填“大”或“小”)。(2)要完成可燃性粉尘浓度对燃烧剧烈程度的影响,需进行多次对比实验,操作中在保证其他条件不变的情况下,要控制每次实验
鼓入的可燃性粉尘量
不同；从图3看,可燃性粉尘浓度过大时,传感器显示的压力并不大,其原因是可燃性粉尘浓度过大,导致氧气浓度较小,燃烧不剧烈,放出热量少
。(3)分析图2中的图像,解释其原因：
可燃性粉尘颗粒直径越小,与氧气的接触面积越大,可燃性粉尘燃烧越剧烈,放出热量越多
。答案
引燃，使可燃性粉尘的温度达到着火点
大
鼓入的可燃性粉尘量
可燃性
粉尘浓度过大，导致氧气浓度较小，燃烧不剧烈，放出热量少
可燃
性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，可燃性粉尘燃烧越剧烈，放出热量越多
大
鼓入的可燃性粉尘量
可燃性
粉尘浓度过大，导致氧气浓度较小，燃烧不剧烈，放出热量少
可燃
性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，可燃性粉尘燃烧越剧烈，放出热量越多
解析
【分析】
本题是关于可燃性粉尘燃烧影响因素的实验探究题，需结合燃烧的条件、影响燃烧剧烈程度的因素及控制变量法分析问题。首先明确蜡烛的作用是提供热量使粉尘达到着火点，燃烧越剧烈，容器内压力越大；探究浓度影响时需控制变量，改变粉尘量；颗粒大小影响接触面积，进而影响燃烧剧烈程度。
【解析】
(1) 蜡烛燃烧放热，可使可燃性粉尘的温度达到着火点，起到引燃作用；燃烧越剧烈，单位时间内放出热量越多，容器内气体膨胀越明显，传感器显示的压力越大。
(2) 探究粉尘浓度的影响时，需控制其他条件不变，仅改变鼓入的可燃性粉尘量；粉尘浓度过大时，容器内氧气相对不足，燃烧不剧烈，放出热量少，因此压力不大。
(3) 可燃性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈，放出热量越多，容器内压力越大，对应图2的变化规律。
【答案】
(1) 引燃，使可燃性粉尘的温度达到着火点；大
(2) 鼓入的可燃性粉尘量；可燃性粉尘浓度过大，导致氧气浓度较小，燃烧不剧烈，放出热量少
(3) 可燃性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，可燃性粉尘燃烧越剧烈，放出热量越多
【知识点】
燃烧的条件、影响燃烧剧烈程度的因素、控制变量法
【点评】
本题通过实验探究考查燃烧相关知识，要求学生运用控制变量法分析实验变量，理解燃烧剧烈程度与压力的关系，结合实验原理逐一分析问题，是一道中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
本题是关于可燃性粉尘燃烧影响因素的实验探究题，需结合燃烧的条件、影响燃烧剧烈程度的因素及控制变量法分析问题。首先明确蜡烛的作用是提供热量使粉尘达到着火点，燃烧越剧烈，容器内压力越大；探究浓度影响时需控制变量，改变粉尘量；颗粒大小影响接触面积，进而影响燃烧剧烈程度。
【解析】
(1) 蜡烛燃烧放热，可使可燃性粉尘的温度达到着火点，起到引燃作用；燃烧越剧烈，单位时间内放出热量越多，容器内气体膨胀越明显，传感器显示的压力越大。
(2) 探究粉尘浓度的影响时，需控制其他条件不变，仅改变鼓入的可燃性粉尘量；粉尘浓度过大时，容器内氧气相对不足，燃烧不剧烈，放出热量少，因此压力不大。
(3) 可燃性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈，放出热量越多，容器内压力越大，对应图2的变化规律。
【答案】
(1) 引燃，使可燃性粉尘的温度达到着火点；大
(2) 鼓入的可燃性粉尘量；可燃性粉尘浓度过大，导致氧气浓度较小，燃烧不剧烈，放出热量少
(3) 可燃性粉尘颗粒直径越小，与氧气的接触面积越大，可燃性粉尘燃烧越剧烈，放出热量越多
【知识点】
燃烧的条件、影响燃烧剧烈程度的因素、控制变量法
【点评】
本题通过实验探究考查燃烧相关知识，要求学生运用控制变量法分析实验变量，理解燃烧剧烈程度与压力的关系，结合实验原理逐一分析问题，是一道中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
11. 研究小组设计如下实验探究燃烧条件。
【查阅资料】温度达到$40\ °Celsius $时白磷才能够燃烧，$150\ °Celsius $时棉花才能燃烧，氧化钙与水反应会剧烈放热。
【实验步骤】
Ⅰ. 检查装置(由a、b、c、d连接而成)气密性。
Ⅱ. 如图所示，向装置内添加适量药品。
Ⅲ. 向装置b烧杯内加入冰水，打开$\mathrm{K}_{1}$，关闭$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{O_{2}}$。
Ⅳ.
Ⅴ. 按步骤Ⅳ操作后，观察到白磷及棉花燃烧，在燃烧过程中，关闭$\mathrm{K}_{1}$，打开$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{CO_{2}}$。回答问题：
(1)检查装置a气密性的方法：
(2)步骤Ⅲ中，观察到U形管内白磷和棉花都不燃烧，其原因是
(3)步骤Ⅳ证明可燃物燃烧需要氧气，请完善实验方案，并回答问题：
①操作1：关闭$\mathrm{K}_{1}$，打开$\mathrm{K}_{2}$，通入$\ce{CO_{2}}$至装置c中。现象：澄清石灰水变浑浊。该操作的目的是
②操作2：将装置b烧杯内的水换成$40\ °Celsius $以上的热水。现象：
③操作3：
现象：观察到U形管右端先产生白烟，片刻后U形管右端的棉花开始燃烧。
(4)步骤Ⅴ后可观察到的现象为
【查阅资料】温度达到$40\ °Celsius $时白磷才能够燃烧，$150\ °Celsius $时棉花才能燃烧，氧化钙与水反应会剧烈放热。
【实验步骤】
Ⅰ. 检查装置(由a、b、c、d连接而成)气密性。
Ⅱ. 如图所示，向装置内添加适量药品。
Ⅲ. 向装置b烧杯内加入冰水，打开$\mathrm{K}_{1}$，关闭$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{O_{2}}$。
Ⅳ.
把b中的冰水换成80 ℃的水
。Ⅴ. 按步骤Ⅳ操作后，观察到白磷及棉花燃烧，在燃烧过程中，关闭$\mathrm{K}_{1}$，打开$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{CO_{2}}$。回答问题：
(1)检查装置a气密性的方法：
关闭K₁,推或拉注射器活塞一段距离,松手后活塞回到原处,说明装置不漏气
。(2)步骤Ⅲ中，观察到U形管内白磷和棉花都不燃烧，其原因是
温度没有达到白磷、棉花的着火点
。若往烧杯b中加入适量的氧化钙固体，则可观察到白磷燃烧，原因是氧化钙溶于水放热,使温度达到白磷的着火点
。(3)步骤Ⅳ证明可燃物燃烧需要氧气，请完善实验方案，并回答问题：
①操作1：关闭$\mathrm{K}_{1}$，打开$\mathrm{K}_{2}$，通入$\ce{CO_{2}}$至装置c中。现象：澄清石灰水变浑浊。该操作的目的是
证明b装置U形管中充满二氧化碳
，澄清石灰水变浑浊的文字表达式为氢氧化钙+二氧化碳—→碳酸钙+水
。②操作2：将装置b烧杯内的水换成$40\ °Celsius $以上的热水。现象：
白磷和棉花都不燃烧
。③操作3：
打开K₁,关闭K₂,向U形管通入O₂
。现象：观察到U形管右端先产生白烟，片刻后U形管右端的棉花开始燃烧。
(4)步骤Ⅴ后可观察到的现象为
白磷和棉花都熄灭
，说明$\ce{CO_{2}}$具有的性质有不能燃烧,不支持燃烧
。答案
将装置b烧杯内的冰水换成80℃的水
关闭$\mathrm {K}_{1}$，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气
温度没有达到白磷、棉花的着火点
氧化钙与
水反应放热，使温度达到白磷的着火点
证明b装置U形管中充满二氧化碳
$\ce{氢氧化钙 + 二氧化碳 -> 碳酸钙 + 水}$
白磷和棉花都不燃烧
打开$\mathrm{K}_{1}$，关闭$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{O_{2}}$
白磷和棉花都熄灭
不能燃烧，不支持燃烧
关闭$\mathrm {K}_{1}$，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气
温度没有达到白磷、棉花的着火点
氧化钙与
水反应放热，使温度达到白磷的着火点
证明b装置U形管中充满二氧化碳
$\ce{氢氧化钙 + 二氧化碳 -> 碳酸钙 + 水}$
白磷和棉花都不燃烧
打开$\mathrm{K}_{1}$，关闭$\mathrm{K}_{2}$，向U形管通入$\ce{O_{2}}$
白磷和棉花都熄灭
不能燃烧，不支持燃烧
解析
【分析】
本题围绕燃烧条件的探究展开，结合装置特点、物质性质（白磷着火点40℃、棉花着火点150℃、氧化钙与水反应放热、二氧化碳性质等），需依据燃烧三要素（可燃物、与氧气接触、温度达到着火点），通过控制变量分析各实验步骤的目的、现象及原理。首先明确装置气密性检查的压强变化原理，再逐步分析燃烧条件的验证过程，以及二氧化碳的性质体现。
【解析】
(1) 检查装置a气密性：利用装置内压强变化，关闭K₁，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气，因为气密性良好时，压强变化后装置会恢复平衡状态。
(2) 步骤Ⅲ中，b烧杯内为冰水，温度低于白磷（40℃）和棉花（150℃）的着火点，因此两者都不燃烧；加入氧化钙后，氧化钙与水剧烈反应放热，使U形管内温度升高达到白磷的着火点，白磷开始燃烧。
(3) 步骤Ⅳ证明可燃物燃烧需要氧气：
① 操作1通入CO₂至装置c中，澄清石灰水变浑浊，目的是证明U形管内充满CO₂，排尽原有氧气，避免氧气干扰实验；澄清石灰水变浑浊是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，文字表达式为：氢氧化钙 + 二氧化碳 → 碳酸钙 + 水。
② 操作2将b烧杯内水换成40℃以上热水，此时温度达到白磷的着火点，但U形管内充满CO₂（无氧气），因此白磷和棉花都不燃烧。
③ 操作3需通入氧气，即打开K₁，关闭K₂，向U形管通入O₂，此时白磷先接触氧气，温度达到着火点先燃烧，片刻后棉花也满足燃烧条件开始燃烧。
(4) 步骤Ⅴ通入CO₂，U形管内缺少氧气，燃烧的白磷和棉花因无法接触氧气而熄灭，说明CO₂不能燃烧，也不支持燃烧。
【答案】
(1) 关闭K₁，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气
(2) 温度没有达到白磷、棉花的着火点；氧化钙与水反应放热，使温度达到白磷的着火点
(3) ① 证明b装置U形管中充满二氧化碳；氢氧化钙 + 二氧化碳 → 碳酸钙 + 水
② 白磷和棉花都不燃烧
③ 打开K₁，关闭K₂，向U形管通入O₂
(4) 白磷和棉花都熄灭；不能燃烧，不支持燃烧
【知识点】
燃烧条件、二氧化碳性质、装置气密性检查
【点评】
本题通过对比实验探究燃烧条件，结合物质反应放热、二氧化碳的性质，考查学生对实验变量控制的理解，以及实验现象与原理的分析能力，是典型的探究类实验题，需注意控制变量的应用。
【难度系数】
0.5
本题围绕燃烧条件的探究展开，结合装置特点、物质性质（白磷着火点40℃、棉花着火点150℃、氧化钙与水反应放热、二氧化碳性质等），需依据燃烧三要素（可燃物、与氧气接触、温度达到着火点），通过控制变量分析各实验步骤的目的、现象及原理。首先明确装置气密性检查的压强变化原理，再逐步分析燃烧条件的验证过程，以及二氧化碳的性质体现。
【解析】
(1) 检查装置a气密性：利用装置内压强变化，关闭K₁，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气，因为气密性良好时，压强变化后装置会恢复平衡状态。
(2) 步骤Ⅲ中，b烧杯内为冰水，温度低于白磷（40℃）和棉花（150℃）的着火点，因此两者都不燃烧；加入氧化钙后，氧化钙与水剧烈反应放热，使U形管内温度升高达到白磷的着火点，白磷开始燃烧。
(3) 步骤Ⅳ证明可燃物燃烧需要氧气：
① 操作1通入CO₂至装置c中，澄清石灰水变浑浊，目的是证明U形管内充满CO₂，排尽原有氧气，避免氧气干扰实验；澄清石灰水变浑浊是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，文字表达式为：氢氧化钙 + 二氧化碳 → 碳酸钙 + 水。
② 操作2将b烧杯内水换成40℃以上热水，此时温度达到白磷的着火点，但U形管内充满CO₂（无氧气），因此白磷和棉花都不燃烧。
③ 操作3需通入氧气，即打开K₁，关闭K₂，向U形管通入O₂，此时白磷先接触氧气，温度达到着火点先燃烧，片刻后棉花也满足燃烧条件开始燃烧。
(4) 步骤Ⅴ通入CO₂，U形管内缺少氧气，燃烧的白磷和棉花因无法接触氧气而熄灭，说明CO₂不能燃烧，也不支持燃烧。
【答案】
(1) 关闭K₁，推或拉注射器活塞一段距离，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气
(2) 温度没有达到白磷、棉花的着火点；氧化钙与水反应放热，使温度达到白磷的着火点
(3) ① 证明b装置U形管中充满二氧化碳；氢氧化钙 + 二氧化碳 → 碳酸钙 + 水
② 白磷和棉花都不燃烧
③ 打开K₁，关闭K₂，向U形管通入O₂
(4) 白磷和棉花都熄灭；不能燃烧，不支持燃烧
【知识点】
燃烧条件、二氧化碳性质、装置气密性检查
【点评】
本题通过对比实验探究燃烧条件，结合物质反应放热、二氧化碳的性质，考查学生对实验变量控制的理解，以及实验现象与原理的分析能力，是典型的探究类实验题，需注意控制变量的应用。
【难度系数】
0.5
