Question

【題目】某化學研究小組對蠟燭(主要由碳、氫元素組成)燃燒進行了如下探究。

（1）設計圖1所示實驗,錐形瓶中發生反應的化學方程式為_____;請推測靠近三通管_____(填“上口”或“下口”)的火柴火焰熄滅,理由是__________。

（2）某同學用大燒杯將高低2支燃燒的蠟燭罩住(如圖2所示),觀察到高的蠟燭先熄滅,低的蠟燭后熄滅。

（提出問題）導致高的蠟燭先熄滅的原因是什么?

（猜想與假設）假設1:可能是高蠟燭火焰附近的二氧化碳濃度過高導致其先熄滅;

假設2:可能是高蠟燭火焰附近的氧氣濃度過低導致其先熄滅。

（設計實驗）甲同學按圖2裝置進行實驗,點燃蠟燭,用大燒杯罩住。一段時間后,發現貼在燒杯內上部的濾紙條先褪色(石灰水能使酚酞變紅,碳酸鈣不能使酚酞變紅),說明此時高蠟燭附近的二氧化碳濃度比低蠟燭附近的二氧化碳濃度_____(填“高”或“低”)。

（3）為進一步驗證假設1,乙同學收集一瓶含20%氧氣和80%二氧化碳的氣體,將點燃的蠟燭慢慢伸入瓶中并密閉,蠟燭燃燒一段時間后慢慢熄滅,根據實驗現象可知,假設1_____(填“合理”或“不合理”),原因是___________。

（4）丙同學使用傳感器測得密閉裝置內蠟燭從燃燒到熄滅的過程中(80 s時蠟燭熄滅),裝置內氧氣和二氧化碳含量的變化曲線如圖3。則可得出蠟燭燃燒的條件是______

（5）結合已有知識和上述實驗分析,乙同學的實驗中,蠟燭完全熄滅后瓶內含有的氣體有_____ (至少填三種)。

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 下 二氧化碳的密度比空氣大且不支持燃燒 高 不合理 二氧化碳的濃度很高時,蠟燭仍能燃燒一段時間 氧氣的最低濃度不能低于16% 二氧化碳、氧氣、水蒸氣、一氧化碳等

【解析】

（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳的密度比空氣大，不燃燒、也不支持燃燒，所以靠近三通管下口的火柴火焰熄滅；

（2）石灰水顯堿性，能使無色的酚酞試液變紅色，二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，若實驗進行一段時間后，發現貼在燒杯內上部的濾紙先褪色，說明此時高蠟燭附近的二氧化碳濃度比低蠟燭附近的濃度高；

（3）收集1瓶含20%氧氣和80%二氧化碳的氣體，將點燃的蠟燭慢慢伸入瓶中并密閉，蠟燭燃燒一段時間后慢慢熄滅，根據這一現象可知，假設1不合理；

（4）由圖象中的數據可知，燃燒過程中氧氣的濃度降低，當氧氣的濃度低于16%（80s）時，蠟燭熄滅了，這說明了蠟燭燃燒需要氧氣的濃度不能低于16%；

（5）蠟燭燃燒生成了二氧化碳與水蒸氣，由圖象可知，蠟燭熄滅后，裝置內還存在著氧氣，所以蠟燭完全熄滅后瓶內含有二氧化碳、氧氣、一氧化碳和水蒸氣。