Question

2．化學興趣小組在老師指導下，對“蠟燭燃燒的產物”進行探究．
【查閱資料】蠟燭的主要成分是石蠟，石蠟由碳、氫兩種元素組成．氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小．
【實驗探究1】為了探究蠟燭完全燃燒的產物是二氧化碳和水，同學們作了如下實驗．
（1）用干冷的小燒杯罩在蠟燭火焰上，觀察到燒杯內壁出現水珠，證明有水生成．
（2）將涂有飽和石灰水的小燒杯罩在蠟燭火焰上，若石灰水變渾濁，證明有二氧化碳生成．寫出二氧化碳和石灰水反應的化學方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
【反思質疑】小明提出：石灰水變渾濁不一定是生成了碳酸鈣，還可能是飽和石灰水受熱后析出了氫氧化鈣．
【實驗探究2】同學們對“實驗探究1”進行改進：將點燃的蠟燭放到集氣瓶底部，再將瓶口蓋嚴，蠟燭很快熄滅．然后取出蠟燭，向冷卻后的集氣瓶里注入適量的飽和石灰水，振蕩，石灰水立即變渾濁，確認有二氧化碳生成．
【交流討論】“實驗探究2”中，小明觀察到集氣瓶內壁上有少量黑色粉末．經討論，同學們一致認為黑色粉末是石蠟不完全燃燒生成的炭黑．
【查閱資料】蠟燭不完全燃燒，不僅生成上述黑色粉末，還可能生成一氧化碳；且黑色粉末與一氧化碳的化學性質相似，都能和氧化鐵反應生成鐵．
【實驗探究3】為探究蠟燭不完全燃燒是否生成一氧化碳，他們設計了如圖所示的實驗．
（1）將玻璃管的a端插入蠟燭的焰心，蠟燭不完全燃燒的產物就會進入玻璃管內．
（2）為了阻止炭黑和氧化鐵反應，在玻璃管中部，提前放入了一團棉花．
（3）先點燃蠟燭，稍后點燃酒精燈加熱氧化鐵；一會兒，紅棕色氧化鐵逐漸變成黑色，證明蠟燭不完全燃燒確實有一氧化碳生成．b端發生反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）為防止玻璃管b端生成的黑色物質又被氧化，接下來的操作是先熄滅酒精燈，一會兒后再熄滅蠟燭．
【拓展應用】含碳燃料不完全燃燒，既浪費資源，又污染空氣．為使其完全燃燒，可以采取的一條措施是增大燃料和氧氣的接觸面積．

Answer 1

分析 【實驗探究1】
水蒸氣冷凝后變成水珠；
氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水；
【反思質疑】
飽和氫氧化鈣溶液溫度升高時會析出固體；
【交流討論】
石蠟不完全燃燒能生成炭黑等物質；
【實驗探究3】
棉花可以阻止炭黑和氧化鐵接觸；
氧化鐵在高溫條件下能和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳；
鐵在高溫條件下能夠被空氣中的氧氣氧化；
增大可燃物與氧氣的接觸面積，增大氧氣的濃度，都能夠促進可燃物燃燒．

解答 解：【實驗探究1】
（1）用干冷的小燒杯罩在蠟燭火焰上，觀察到燒杯內壁出現水珠，證明有水生成．
（2）二氧化碳和石灰水反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：燒杯內壁出現水珠；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
【反思質疑】
石灰水變渾濁不一定是生成了碳酸鈣，還可能是飽和石灰水受熱后溶解度減小，析出了氫氧化鈣．
故填：析出了氫氧化鈣．
【交流討論】
“實驗探究2”中，集氣瓶內壁上的黑色粉末可能是石蠟不完全燃燒生成的炭黑．
故填：炭黑．
【實驗探究3】
（2）為了阻止炭黑和氧化鐵反應，在玻璃管中部，提前放入了一團棉花；
故填：炭黑和氧化鐵反應；
（3）一會兒，紅棕色氧化鐵逐漸變成黑色，證明蠟燭不完全燃燒確實有一氧化碳生成；b端發生反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
故填：紅棕；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）為防止玻璃管b端生成的黑色物質又被氧化，接下來需要先熄滅酒精燈，一會兒后再熄滅蠟燭．
故填：先熄滅酒精燈，一會兒后再熄滅蠟燭．
【拓展應用】
為使其完全燃燒，可以采取的方法是：增大可燃物與氧氣的接觸面積，增大氧氣的濃度．
故填：增大燃料和氧氣的接觸面積．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．