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2.实验探究——简易灭火器的设计与制作。
[提出问题]通常使用的灭火器的原理是什么？如何设计与制作简易灭火器？
[实验与分析]灭火的原理。
|实验编号|Ⅰ|Ⅱ|Ⅲ|
|----|----|----|----|
|实验操作|在一支点燃的蜡烛上扣一个烧杯|将点燃的蜡烛放在烧杯中|向放有点燃的蜡烛的烧杯中加入适量碳酸钠溶液和盐酸|
|实验现象|一段时间后，蜡烛
蜡烛持续燃烧，没有明显变化|烧杯中产生
|实验分析|烧杯
|实验结论|隔绝
[设计与制作]
(1)样品展示:根据灭火原理及上述实验Ⅲ利用的化学反应原理,可以设计一种简易灭火器(如图)。
①反应原理:
②反应现象:有液体和大量
③原理分析:吸滤瓶倒转后,吸滤瓶中的碳酸钠溶液与小试管中的盐酸混合,反应生成大量的
④灭火原理:隔绝
(2)请你根据这一装置的原理,自行设计并制作一个简易灭火器(可以用实验室的仪器,也可以用生活中的用品)。
①作品展示:小刚利用家中废旧物品组装了一个简易灭火器(如图Ⅰ),将瓶子倒转使两种物质混合即可用于灭火(如图Ⅱ)。
②该装置灭火的原理:小苏打($\ce{NaHCO_{3}}$)和米醋混合产生
[展示与交流]
(1)展示制作的灭火器,交流其优点及不足,探讨改进方案。
(2)如果有条件,可以用自己设计的简易灭火器进行灭火演示(须经教师指导,做好防护,并确认装置和环境安全)。
(3)讨论制作灭火器需要考虑哪些因素:
[拓展]
几种常见的灭火器
|灭火器|灭火原理|适用范围|
|----|----|----|
|干粉灭火器|隔绝空气|扑灭一般火灾和油、气等燃烧引起的火灾|
|二氧化碳灭火器|降温和隔绝空气|扑灭图书、档案、贵重设备及精密仪器等存放场所的火灾|
|水基型灭火器|隔绝空气|扑灭非水溶性可燃液体,如汽油、柴油等,以及固体材料,如木材、棉布等燃烧引起的火灾|
3.火灾自救常识。
(1)如果发现火险或遭遇火灾,应立即拨打
(2)如果火势较大或有蔓延的趋势和可能,应采取必要的自救措施,如采用
[提出问题]通常使用的灭火器的原理是什么？如何设计与制作简易灭火器？
[实验与分析]灭火的原理。
|实验编号|Ⅰ|Ⅱ|Ⅲ|
|----|----|----|----|
|实验操作|在一支点燃的蜡烛上扣一个烧杯|将点燃的蜡烛放在烧杯中|向放有点燃的蜡烛的烧杯中加入适量碳酸钠溶液和盐酸|
|实验现象|一段时间后，蜡烛
熄灭
|蜡烛持续燃烧，没有明显变化|烧杯中产生大量气泡
，蜡烛迅速熄灭
||实验分析|烧杯
隔绝了氧气(或空气)
，蜡烛熄灭|蜡烛一直与氧气(或空气)接触，所以能持续燃烧|碳酸钠与盐酸反应生成$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$不能燃烧,也不支持燃烧
，使蜡烛熄灭||实验结论|隔绝
氧气(或空气)
可以灭火|[设计与制作]
(1)样品展示:根据灭火原理及上述实验Ⅲ利用的化学反应原理,可以设计一种简易灭火器(如图)。
①反应原理:
$\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
(填化学方程式)。②反应现象:有液体和大量
气泡
从吸滤瓶的侧管喷射出来。③原理分析:吸滤瓶倒转后,吸滤瓶中的碳酸钠溶液与小试管中的盐酸混合,反应生成大量的
$\ce{CO_{2}}$
气体,导致吸滤瓶中气压急剧增大,使吸滤瓶中的液体随$\ce{CO_{2}}$
气体从侧管处喷射出来。④灭火原理:隔绝
氧气(或空气)
和使温度降低至可燃物的着火点以下
。(2)请你根据这一装置的原理,自行设计并制作一个简易灭火器(可以用实验室的仪器,也可以用生活中的用品)。
①作品展示:小刚利用家中废旧物品组装了一个简易灭火器(如图Ⅰ),将瓶子倒转使两种物质混合即可用于灭火(如图Ⅱ)。
②该装置灭火的原理:小苏打($\ce{NaHCO_{3}}$)和米醋混合产生
$\ce{CO_{2}}$
气体,使瓶内压强增大,大于外界大气压,在压强差的作用下,瓶内泡沫喷出附着在燃烧物表面,使燃烧物隔绝氧气
且温度降到其着火点以下
,从而达到灭火的目的。[展示与交流]
(1)展示制作的灭火器,交流其优点及不足,探讨改进方案。
(2)如果有条件,可以用自己设计的简易灭火器进行灭火演示(须经教师指导,做好防护,并确认装置和环境安全)。
(3)讨论制作灭火器需要考虑哪些因素:
材料易得、操作方便、灭火效果好等
。[拓展]
几种常见的灭火器
|灭火器|灭火原理|适用范围|
|----|----|----|
|干粉灭火器|隔绝空气|扑灭一般火灾和油、气等燃烧引起的火灾|
|二氧化碳灭火器|降温和隔绝空气|扑灭图书、档案、贵重设备及精密仪器等存放场所的火灾|
|水基型灭火器|隔绝空气|扑灭非水溶性可燃液体,如汽油、柴油等,以及固体材料,如木材、棉布等燃烧引起的火灾|
3.火灾自救常识。
(1)如果发现火险或遭遇火灾,应立即拨打
119
火警电话。如果火势不大,可根据可燃物及起火原因等现场情况,选择合适的方法和灭火器材
将火扑灭。(2)如果火势较大或有蔓延的趋势和可能,应采取必要的自救措施,如采用
湿毛巾
捂住口鼻等方式迅速离开着火区域。答案
2.[实验与分析] 熄灭 大量气泡 熄灭 隔绝了氧气(或空气) 不能燃烧,也不支持燃烧 氧气(或空气)
[设计与制作]
(1)① $\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
② 气泡 ③ $\ce{CO_{2}}$ $\ce{CO_{2}}$
④ 氧气(或空气) 降低至可燃物的着火点以下
(2)② $\ce{CO_{2}}$ 隔绝氧气 温度降到其着火点以下
[展示与交流](3) 材料易得、操作方便、灭火效果好等
3.(1) 119 灭火器材
(2) 湿毛巾
[设计与制作]
(1)① $\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
② 气泡 ③ $\ce{CO_{2}}$ $\ce{CO_{2}}$
④ 氧气(或空气) 降低至可燃物的着火点以下
(2)② $\ce{CO_{2}}$ 隔绝氧气 温度降到其着火点以下
[展示与交流](3) 材料易得、操作方便、灭火效果好等
3.(1) 119 灭火器材
(2) 湿毛巾
解析
【分析】
本题是关于简易灭火器设计与制作的实验探究题，解题思路为：1. 结合灭火的三大原理（清除可燃物、隔绝氧气、降低温度至可燃物着火点以下）分析实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的现象与结论；2. 根据碳酸钠与盐酸的反应规律书写化学方程式，推导简易灭火器的反应现象、原理；3. 结合生活中碳酸氢钠与酸的反应理解家用简易灭火器的原理；4. 掌握火灾自救的常识，对应填写相关内容。
【解析】
[实验与分析]：
实验Ⅰ：扣住烧杯后，烧杯内氧气逐渐被消耗，蜡烛熄灭，故现象填“熄灭”；
实验Ⅲ：碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体，因此现象为“大量气泡”，二氧化碳不支持燃烧也不能燃烧，蜡烛迅速熄灭；实验分析中，烧杯内氧气被隔绝，蜡烛熄灭；二氧化碳的性质是不能燃烧也不支持燃烧；实验结论为隔绝氧气（或空气）可以灭火。
[设计与制作]
(1)①碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$；
②反应产生大量气泡，随液体从侧管喷出；
③反应生成二氧化碳气体，使吸滤瓶内气压急剧增大，液体随二氧化碳气体从侧管喷射；
④灭火原理为隔绝氧气，同时二氧化碳汽化吸热使温度降低至可燃物的着火点以下；
(2)②小苏打（$\ce{NaHCO_{3}}$）与米醋（含醋酸）反应生成二氧化碳气体，灭火时泡沫附着在燃烧物表面，起到隔绝氧气且降低温度至着火点以下的作用；
[展示与交流](3)制作简易灭火器需考虑材料易得、操作方便、灭火效果好等因素；
3.火灾自救常识：
(1)火警电话为119，火势不大时可选择合适方法和灭火器材灭火；
(2)用湿毛巾捂住口鼻，防止吸入烟尘，迅速离开着火区域。
【答案】
2.[实验与分析] 熄灭 大量气泡 熄灭 隔绝了氧气(或空气) 不能燃烧,也不支持燃烧 氧气(或空气)
[设计与制作]
(1)① $\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
② 气泡 ③ $\ce{CO_{2}}$ $\ce{CO_{2}}$
④ 氧气(或空气) 降低至可燃物的着火点以下
(2)② $\ce{CO_{2}}$ 隔绝氧气 温度降到其着火点以下
[展示与交流](3) 材料易得、操作方便、灭火效果好等
3.(1) 119 灭火器材
(2) 湿毛巾
【知识点】灭火原理、二氧化碳的性质、灭火器原理
【点评】本题为实验探究题，结合简易灭火器的设计与制作，考查灭火原理、二氧化碳的化学性质及火灾自救常识，注重理论联系实际，引导学生将化学知识应用于生活，提升实践能力。
【难度系数】
0.6
本题是关于简易灭火器设计与制作的实验探究题，解题思路为：1. 结合灭火的三大原理（清除可燃物、隔绝氧气、降低温度至可燃物着火点以下）分析实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的现象与结论；2. 根据碳酸钠与盐酸的反应规律书写化学方程式，推导简易灭火器的反应现象、原理；3. 结合生活中碳酸氢钠与酸的反应理解家用简易灭火器的原理；4. 掌握火灾自救的常识，对应填写相关内容。
【解析】
[实验与分析]：
实验Ⅰ：扣住烧杯后，烧杯内氧气逐渐被消耗，蜡烛熄灭，故现象填“熄灭”；
实验Ⅲ：碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体，因此现象为“大量气泡”，二氧化碳不支持燃烧也不能燃烧，蜡烛迅速熄灭；实验分析中，烧杯内氧气被隔绝，蜡烛熄灭；二氧化碳的性质是不能燃烧也不支持燃烧；实验结论为隔绝氧气（或空气）可以灭火。
[设计与制作]
(1)①碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$；
②反应产生大量气泡，随液体从侧管喷出；
③反应生成二氧化碳气体，使吸滤瓶内气压急剧增大，液体随二氧化碳气体从侧管喷射；
④灭火原理为隔绝氧气，同时二氧化碳汽化吸热使温度降低至可燃物的着火点以下；
(2)②小苏打（$\ce{NaHCO_{3}}$）与米醋（含醋酸）反应生成二氧化碳气体，灭火时泡沫附着在燃烧物表面，起到隔绝氧气且降低温度至着火点以下的作用；
[展示与交流](3)制作简易灭火器需考虑材料易得、操作方便、灭火效果好等因素；
3.火灾自救常识：
(1)火警电话为119，火势不大时可选择合适方法和灭火器材灭火；
(2)用湿毛巾捂住口鼻，防止吸入烟尘，迅速离开着火区域。
【答案】
2.[实验与分析] 熄灭 大量气泡 熄灭 隔绝了氧气(或空气) 不能燃烧,也不支持燃烧 氧气(或空气)
[设计与制作]
(1)① $\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl\xlongequal{\;\;}2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
② 气泡 ③ $\ce{CO_{2}}$ $\ce{CO_{2}}$
④ 氧气(或空气) 降低至可燃物的着火点以下
(2)② $\ce{CO_{2}}$ 隔绝氧气 温度降到其着火点以下
[展示与交流](3) 材料易得、操作方便、灭火效果好等
3.(1) 119 灭火器材
(2) 湿毛巾
【知识点】灭火原理、二氧化碳的性质、灭火器原理
【点评】本题为实验探究题，结合简易灭火器的设计与制作，考查灭火原理、二氧化碳的化学性质及火灾自救常识，注重理论联系实际，引导学生将化学知识应用于生活，提升实践能力。
【难度系数】
0.6
