Практическая работа №2. Сравнение реакций горения серы, фосфора, железа в воздухе и кислороде
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 4: Воздух. Реакция горения. Страницы 65–68.
Чему научишься
- Получать кислород из пероксида водорода и узнавать его по тлеющей лучинке.
- Сравнивать горение серы, красного фосфора и железа в воздухе и в чистом кислороде.
- Объяснять, почему в кислороде горение ярче.
- Записывать реакции горения словами и формулами.
- Давать определение реакции горения и соблюдать правила безопасности.
Разминка
- Какую долю воздуха занимает кислород? Примерно пятую часть (около 21%). Остальное в основном азот.
- Почему огонь «раздувают»? Так к пламени подходит больше воздуха, а значит, больше кислорода. Горение становится ярче.
- Что такое окисление? Соединение вещества с кислородом. Медленное окисление: ржавчина. Быстрое, с огнём: горение.
💡 В воздухе кислорода пятая часть, а в кислородном баллоне почти 100%. Поэтому в чистом кислороде всё горит гораздо бурнее.
Разбираемся
Цель и оборудование
Цель: получить кислород и сравнить, как в нём и в воздухе горят сера, красный фосфор и железо.
| Реактивы | Оборудование |
|---|---|
| Пероксид водорода H₂O₂ (кристаллы или раствор) | Штатив, пробирка с газоотводной трубкой, вата |
| Кристаллическая сера | Две колбы по 250 мл |
| Красный фосфор | Стеклянная банка 400–500 мл с песком на дне |
| Железная проволока | Две ложечки, спиртовка, спички, лучинка |
| Вода (для тушения остатков) | Пластинки для накрывания колб, фарфоровая чашка с водой |
⚠️ Техника безопасности. Работа выполняется только в кабинете химии, в вытяжном шкафу, под руководством учителя, в очках и халате. Сера при горении даёт едкий газ с резким запахом, а фосфор даёт густой белый дым: вдыхать их нельзя. Остатки горящих серы и фосфора тушат в чашке с водой. Железная проволока в кислороде разбрасывает раскалённые искры, поэтому на дно банки насыпают песок, а руки держат подальше. Дома этот опыт повторять нельзя: никакой серы, фосфора и огня!
Часть 1. Получаем кислород
Реакция разложения пероксида водорода:
пероксид водорода → вода + кислород, то есть 2H₂O₂→2H₂O+O₂.
💡 Тлеющая лучинка, которая вспыхивает, — стандартный «детектор» кислорода. Если лучинка вспыхнула, значит, газ в сосуде содержит много кислорода.
Часть 2. Горение веществ
Что делаем: каждое вещество сначала поджигаем и смотрим на горение в воздухе, а потом вносим горящим в колбу с кислородом. После опыта с серой и фосфором наливаем немного воды, встряхиваем и проверяем раствор индикатором.
Что мы увидели и что это значит
| Вещество | В воздухе | В кислороде | Продукт и вывод |
|---|---|---|---|
| Сера (порошок в ложечке, в пламени спиртовки) | Горит слабым голубоватым пламенем, ощущается резкий запах | Горит ярким сине-фиолетовым пламенем | Образуется оксид серы(IV) SO₂. Раствор в воде окрашивает индикатор в кислую сторону (лакмус краснеет): получилась кислота |
| Красный фосфор (кусочек в ложечке) | Загорается, горит белым пламенем с белым дымом | Горит ослепительно ярким белым пламенем, густой белый дым | Образуется оксид фосфора(V) P₂O₅. Раствор в воде — кислота, индикатор показывает кислую среду |
| Железо (проволока-спираль с горящей лучинкой на конце) | Лишь раскаляется, красноватое свечение, почти не горит | Горит ярко, летят искры, образуется чёрно-бурая окалина | Образуется оксид железа Fe₃O₄ (железная окалина) |
⚠️ Частая ошибка. Думают, что «сгорел» значит «исчез». На самом деле из серы получился газ SO₂, из фосфора — белый дым P₂O₅, а из железа — твёрдая окалина. Вещества не пропали, они стали другими.
Словесные уравнения реакций горения
- сера + кислород → оксид серы(IV): S+O₂₂
- фосфор + кислород → оксид фосфора(V): 4P+5O₂→2P₂O₅
- железо + кислород → оксид железа (железная окалина): 3Fe+2O₂₃O₄
🌟 Железо — основа знаменитой стали Темиртау, а железная окалина, которую ты видел(а) в опыте, — то же вещество, которое образуется на горячем металле в кузнице. Только там оно покрывает деталь тонкой чёрной коркой.
Общий вывод
Сера, фосфор и железо горят и в воздухе, и в кислороде, но в чистом кислороде реакции идут намного бурнее и ярче. Продукты горения — оксиды: SO₂, P₂O₅, Fe₃O₄. Оксиды серы и фосфора растворяются в воде и дают кислые растворы.
👨👩👧 Родителю. Этот опыт слишком опасен для дома: ребёнок работает с огнём, фосфором и серой только в кабинете химии под присмотром учителя. Дома можно обсудить безопасный пример: свеча под банкой гаснет, когда кислород заканчивается (со взрослым, на негорючей подставке).
Проверь себя
- Откуда берётся кислород в опыте? Из пероксида водорода H₂O₂: при нагревании он разлагается на воду и кислород.
- Зачем у отверстия пробирки кладут вату? Чтобы брызги жидкости и пена не попали в газоотводную трубку.
- Зачем на дно банки с железной проволокой насыпают песок? Раскалённые капли и искры падают на песок и не разбивают стекло.
- Почему горящие остатки серы и фосфора тушат в воде? Вода охлаждает их и лишает доступа воздуха, горение прекращается.
- Как узнать, что у продукта горения серы кислые свойства? Добавить воды, встряхнуть и опустить индикатор. Лакмус покраснеет, метилоранж станет розовым.
Решаем упражнения
Вопросы после работы
№ 1
Почему реакции горения протекают ярче в кислороде, чем в воздухе?
Как думать. Вспомни, из чего состоит воздух и сколько в нём кислорода.
Пример ответа. В воздухе только около 21% кислорода, остальное в основном азот. Азот в горении не участвует и мешает веществу «добраться» до кислорода. В чистом кислороде молекул O₂ больше, они чаще сталкиваются с веществом, реакция идёт быстрее и выделяет больше тепла и света. Железо, которое в воздухе только краснеет, в кислороде ярко сгорает.
Ответ: в кислороде молекул O₂ намного больше, чем в воздухе, поэтому реакция идёт быстрее и ярче.
№ 2
Сформулируйте определение понятия «реакция горения».
Как думать. Подумай, что общего у горения серы, фосфора, железа и свечи.
Пример ответа. Во всех опытах вещество соединяется с кислородом, образуются новые вещества (оксиды) и выделяются тепло и свет. Это и есть горение.
Ответ: реакция горения — это химическая реакция вещества с кислородом, при которой выделяются тепло и свет.
Шпаргалка
- В кислороде горение ярче, чем в воздухе: в воздухе кислорода около 21%.
- Продукты горения простых веществ — оксиды.
- Оксиды серы и фосфора с водой дают кислые растворы (индикатор показывает кислоту).
- Опыт проводят только в кабинете химии, в вытяжном шкафу, с учителем.