内容正文:
专题2 蜡烛/石蜡燃烧的拓展探究
1.某化学兴趣小组以“探究蜡烛燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
任务一:蜡烛(主要成分为石蜡)燃烧产生火焰的原因是什么?
[查阅资料]
物质
熔点/℃
沸点/℃
燃烧时温度/℃
有无火焰
石蜡
50~70
300~550
约600
有
铁
1535
2750
约1800
无
钠
97.8
883
约1400
有
(1)通过上表中石蜡、铁、钠的数据对比,燃烧能产生火焰的原因是 。
(2)根据硫燃烧的实验事实,你推测硫沸点 硫燃烧时的温度。(填“>”或“<”)
任务二:探究蜡烛的元素组成
[查阅资料]蓝色无水氯化钴遇水会变红
[进行实验]过滤泵产生负压可使蜡烛燃烧产物依次通过B、C装置(如下图)。
(3)实验中试纸变红,B装置增重0.9g,则燃烧的石蜡中氢元素质量至少为 g。
(4)C装置中石灰水变浑浊证明石蜡中含有 元素。
任务三:探究高低蜡烛熄灭顺序
(5)该兴趣小组同学做了两组实验。一组是将一瓶二氧化碳缓缓倒入放有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯里(如图甲);另一组是用大烧杯罩住两支高低不同的燃着的蜡烛(如图乙)。甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭,高处蜡烛的火焰后熄灭。由此可证明的物理性质是 。乙图实验中高处蜡烛的火焰先熄灭,低处蜡烛的火焰后熄灭。面对这一异常现象,小组同学又展开了如下探究:
[提出问题]为什么高处的蜡烛先熄灭?
[猜想假设]猜想1:高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高。
猜想2:高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足。
(6)为了验证猜想1,小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体,两种气体所占体积分数分别为80%和20%,将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中,发现蜡烛正常燃烧,从而证明猜想l (填“合理”或“不合理”)。
为了验证猜想2,小组同学设计并实施了下列实验。
实验装置
实验步骤
在圆筒形玻璃容器中放置3支不同高度的蜡烛,摆放位置如图所示(呈正三角形)。a、b、c三点均放置氧气、二氧化碳和温度三种传感器。
①设置好传感器。
②点燃蜡烛,迅速封盖并开始采集数据。
③观察蜡烛熄灭顺序并记录熄灭时间。
④待3支蜡烛完全熄灭。曲线趋于稳定时,停止数据采集。
[实验数据]
Ⅰ、不同高度蜡烛的熄灭时间:
蜡烛高度
高(30cm)
中(20cm)
低(10cm)
熄灭时间
106s
164s
199s
Ⅱ、不同位置传感器测得的相应数据如图:
[解释与结论]
(7)请结合上图选择关键数据解释高处蜡烛先熄灭的原因: 。(图中二氧化碳浓度最高时换算为体积分数约为0.23%)
[反思与评价]
(8)本实验同时也证明了火灾发生时“要往低处逃生”是合理的,结合传感器数据分析其依据是 。
【答案】(1)物质燃烧时温度高于沸点即产生火焰 (2)< (3)0.1 (4)碳/C (5)二氧化碳密度比空气大
(6)不合理
(7)高处蜡烛熄灭时a处氧气的含量小于低处蜡烛熄灭时c处氧气的含量;二氧化碳浓度最高时体积分数为0.23%时,高处蜡烛未熄灭
(8)低处温度较低,二氧化碳含量较低,氧气含量较高
【详解】(1)通过表中石蜡、铁的数据对比可知,石蜡燃烧时的温度高于沸点,燃烧产生火焰,铁燃烧时温度低于沸点,燃烧不产生火焰,说明物质燃烧时的温度大于沸点时能产生火焰;
(2)根据硫在空气或氧气中燃烧的实验事实,即硫燃烧产生火焰,则硫沸点<硫燃烧时的温度;
(3)实验中蓝色无水氯化钴会变红色,B装置增重0.9g,说明水的质量为0.9g,根据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变,则燃烧的石蜡中氢元素质量至少为:;
(4)C装置中石灰水变浑浊,原因是二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,石蜡燃烧生成二氧化碳,因此证明石蜡中含有碳元素;
(5)二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大,甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭,高处蜡烛的火焰后熄灭,由此可证明CO2的物理性质是二氧化碳的密度比空气大;
(6)小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体,两种气体所占体积分数分别为80%和20%,将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中,发现蜡烛正常燃烧,从而证明猜想1不合理;
(7)通过以上实验可推测猜想2是正确的,说明高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足,则结合图中二氧化碳和氧气含量相关数据及变化趋势解释说明高处蜡烛先熄灭的原因是高处蜡烛熄灭时a处氧气的含量小于低处蜡烛熄灭时c处氧气的含量;
(8)火灾发生时“要往低处逃生”是合理的,结合传感器数据分析其依据是低处温度较低,二氧化碳含量较低,氧气含量较高。
2.化学兴趣小组的同学对蜡烛燃烧进行如下探究。
探究一:蜡烛的组成。
【查阅资料】①二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体;②烟是固体小颗粒。
【实验1】某同学利用如图创新实验对蜡烛及其燃烧进行探究。当蜡烛燃烧约1分钟后,观察到石灰水变浑浊,U型管内附着大量水雾。
【实验结论】
(1)石蜡燃烧的文字表达式为 。
(2)由现象推测石蜡中一定含有的元素是 (填写符号)。
探究二:蜡烛火焰熄灭时所产生白烟的成分探究。
【提出问题】蜡烛火焰熄灭时所产生白烟的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:水蒸气。
猜想二:二氧化碳。
猜想三:白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体颗粒。
【实验2】
(3)
操作步骤
实验现象
实验结论
实验一:吹灭蜡烛,立即用干而冷的玻璃片放在白烟上
玻璃片上只出现了一些白色固体物质
猜想一不成立
实验二:吹灭蜡烛,立即用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩住白烟
澄清石灰水变浑浊
猜想二 (填“成立”或“不成立”)
实验三:吹灭蜡烛,立即用燃着木条靠近白烟
猜想三成立
【分析】
(4)实验最终证明白烟不是二氧化碳,但实验二中观察到澄清石灰水变浑浊,其原因可能是 。
【反思】
(5)得到正确结论以后,小明和同学们反思了实验探究过程,发现不用经过实验探究也可以排除猜想一和猜想二,理由是 。
【答案】(1)
(2)C、H
(3) 成立 蜡烛复燃
(4)刚熄灭的蜡烛周围还残余有较多的二氧化碳
(5) 水蒸气和二氧化碳均为气体, 而白烟是固体颗粒
【详解】(1)石蜡燃烧是与氧气在点燃条件下生成水和二氧化碳,所以石蜡燃烧的文字表示式为:;
(2)当蜡烛燃烧约1分钟后,观察到石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳,其中碳元素来源于蜡烛,U型管内附着大量水雾,其中氢元素来源于蜡烛,故石蜡中一定含有的元素是碳(C)、氢(H)。故答案为:C、H;
(3)根据实验二的实验现象澄清石灰水变浑浊, 可推知猜想二成立; 实验三吹灭蜡烛, 立即用燃着的木条靠近白烟, 出现的现象是蜡烛复燃。故答案为: 成立; 蜡烛复燃;
(4)实验最终证明白烟并不是二氧化碳, 但实验二操作无误, 并且确实观察到石灰水变浑浊, 原因可能是刚熄灭的蜡烛周围有燃烧产生而残留的二氧化碳存在。故答案为: 刚熄灭的蜡烛周围还残余有较多的二氧化碳;
(5)得到正确结论以后, 小龙和同学们反思了实验探究过程, 发现不用经过实验探究也可以排除猜想一和猜想二, 理由是白烟是固体颗粒, 而二氧化碳和水蒸气都是气体。故答案为: 水蒸气和二氧化碳均为气体, 而白烟是固体颗粒。
3.光的地方就会有文明,三千多年前人类开始使用蜡烛,如今现代都市华灯璀璨。照明经历了从火到电的发展历程,同时也是社会经济和文化的缩影。
Ⅰ.古诗新证,也谈“剪烛”
最初的蜡烛为单股烛芯,在使用中很难完全燃烧,所以需要不时的将烛芯残留的末端减掉.后来发明了多股棉线烛芯,烛芯更加松散蓬松,可以完全燃烧,不需要不断修剪烛芯。
(1)相比单股烛芯,多股棉线烛芯可以完全燃烧的原因是 。
Ⅱ.当风秉烛,追本溯源
某化学实验小组经过查阅资料知道蜡烛是由石蜡制成的,石蜡是石油炼制后得到的固体物质,是一种复杂的混合物。该小组进行了石蜡的组成元素的探究实验。
【提出问题】石蜡中含有哪些元素?
【实验探究】
操作
现象
结论
Ⅰ.点燃蜡烛,在烛焰上方罩一干燥烧杯
烧杯内壁有水雾
石蜡中含有①元素(填写元素名称)
Ⅱ.将烧杯迅速倒转,并倒入少量澄清石灰水,振荡
观察到②
证明石蜡中含有碳元素
(2)操作Ⅰ说明石蜡中含有 元素(填写元素名称)。
(3)操作Ⅱ的现象是 。
(4)请写出操作Ⅱ中对应的化学反应方程式 。
【拓展延伸】石蜡中是否含有氧元素呢?
(5)同学们取13g石蜡固体,在氧气流中充分灼烧,测得生成44gCO2和9gH2O,通过分析数据得出石蜡中 氧元素(选填“有”“无”“无法确定”之一)。
Ⅲ.冰光而行,传承文明
19世纪初,英国化学家戴维用2000节电池和两根炭棒,制成世界上第一盏弧光灯,推动人类走向了用电照明的时代。在现代,电池作为一种便携式的储能设备对社会发展起重要作用。某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时,发现电池内有黑色固体,研究黑色固体成分,开展如下的实验:
【查阅资料】废旧干电池中可能含有二氧化锰、炭粉、氯化锌等固体。其中氯化锌白色固体、可溶于水。
【提出猜想】
猜想一:黑色固体为炭粉
(6)猜想二:黑色固体为 (填写物质名称);
猜想三:黑色固体为二氧化锰和炭粉
【实验探究】探究废干电池筒内黑色固体的成分
(7)气体C的化学式为 ,石蕊试液变红的原因 (用化学方程式解释)。
(8)气体E的化学式为 固体D在步骤Ⅳ中起 作用。
(9)由此得出结论:猜想 是正确的(选填“一”“二”“三”之一)。
【答案】(1)增大了可燃物与氧气的接触面积
(2)氢
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(5)无
(6)二氧化镍
(7) CO2 CO2+H2O=H2CO3
(8) O2 催化
(9)三
【详解】(1)相比单股烛芯,多股棉线烛芯可以完全燃烧是因为多股棉线的烛芯增大了可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分;
(2)点燃蜡烛,在烛焰上方罩一干燥烧杯,烧杯内壁有水雾说明蜡烛燃烧生成了水,反应后生成的水由氢、氧元素组成,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,可推石蜡中含有氢元素;
(3)由结论证明石蜡中含有碳元素,可推石蜡燃烧会生成二氧化碳,澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊,所以点燃蜡烛,在烛焰上方罩一干燥烧杯,将烧杯迅速倒转,并倒入少量澄清石灰水,振荡,会观察到澄清石灰水变浑浊;
(4)石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(5)根据质量守恒定律可知石蜡中一定含有碳、氢元素,4gCO2中含有的碳元素质量为,9gH2O中含有的氢元素质量为,石蜡固体为13g,等于氢元素和碳元素质量之和,所以石蜡中无氧元素,填:无;
(6)由二氧化锰和炭粉是黑色固体,可推猜想二应是:黑色固体是二氧化锰;
(7)二氧化锰、炭粉、氯化锌中,灼烧会产生气体的是炭粉,生成二氧化碳,化学式为CO2;二氧化碳和水反应生成碳酸,能使石蕊试液变红,故原因是:CO2+H2O=H2CO3;
(8)固体D加入双氧水后产生气体E,双氧水在二氧化锰的条件下会迅速分解生成氧气,所以气体E是氧气,化学式为O2;固体D在步骤Ⅳ中起催化作用;
(9)根据实验现象可得出固体成分含有炭粉、二氧化锰,故猜想三正确。
4.某兴趣小组的同学对蜡烛的燃烧过程重新进行了一次探究。
【探究一】探究石蜡的物理、化学性质。
(1)将小块石蜡放入水中,观察到石蜡浮在水面上,由此判断石蜡的密度比水 (选填“大”或“小”)。
对于本实验使用的蜡烛有以下描述:
A固态 B.白色 C.质地较软 D.能燃烧 E.难溶于水 F.受热易熔化。
(2)其中属于化学性质的有 ,属于物理性质的有 (填字母序号)。
(3)如图2,用一根木条横穿火焰三部分。约1~2s取出观察,可得 温度最高。
(4)同学们查阅资料得知:产生火焰是气态物质燃烧的现象,于是他们做了一个有趣的“母子火焰”实验(图3,将导管伸入蜡烛火焰的焰心处),据此实验,下列有关分析中正确的是___________。
A.子火焰中被燃烧的物质是液态石蜡 B.这一现象说明蜡烛中主要物质的熔点较低
C.要使该实验成功,导管不宜过长 D.母火焰焰心处的物质是石蜡蒸气
【探究二】探究蜡烛燃烧的产物。
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末状物质,具有吸水性,吸水后变为蓝色。
【进行实验】
(5)如下表所示。
实验步骤
实验现象
实验结论
①硫酸铜粉末变 ,②澄清石灰水变 。
蜡烛燃烧的产物中有二氧化碳和水
(6)该实验中,硫酸铜粉末的作用是 ,该实验与图4所示的实验对比,其优点是 。
【拓展延伸】化学变化中常伴随有发光、放热的现象。小明认为有发光、放热现象的变化不一定是化学变化。兴趣小组的同学对此展开了讨论和验证。
提出问题:有发光、放热现象的变化都是化学变化吗?
猜想1:都是化学变化:猜想2:不一定都是化学变化。
【实验探究】观察白炽灯内灯丝在通电前后的变化:
通电前
通电中
断电后
灯丝为银白色固体
发出白光,手摸灯泡感觉发热
灯丝为银白色固体
【讨论】
(7)通电前后,灯丝本身没有发生变化,灯泡通电发光、放热属于 变化,不同于蜡烛燃烧。
【结论】
(8)猜想 (填“1”或“2”)正确。
【答案】(1)小
(2) D ABCEF
(3)外焰
(4)CD
(5) 蓝 浑浊
(6) 验证蜡烛燃烧有水生成 能检验水蒸气的存在
(7)物理
(8)2
【详解】(1)石蜡浮在水面上,是因为石蜡密度比水小;
(2)A、固态不需要通过化学变化才能表现出来,属于物理性质;
B、白色不需要通过化学变化才能表现出来,属于物理性质;
C、质软不需要通过化学变化才能表现出来,属于物理性质;
D、能燃烧需要通过化学变化才能表现出来,属于化学性质;
E、难溶于水,不需要通过化学变化才能表现出来,属于物理性质;
F、受热易熔化,不需要通过化学变化才能表现出来,属于物理性质;
故属于化学性质的有D;属于物理性质的有ABCEF;
(3)外焰加热处最先碳化,说明外焰温度最高;
(4)A、物质能通过导管导出,说明子火焰中被燃烧的物质为气态石蜡,而不是液态石蜡,该选项分析不正确;
B、石蜡易变成蒸气,说明蜡烛中主要物质的沸点较低,该选项分析不正确;
C、石蜡蒸气遇冷会变为固体,则导管不宜过长,以免实验失败,该选项分析正确;
D、导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处蜡烛的蒸气未燃烧,该选项分析正确;
故选:CD;
(5)硫酸铜吸水后会变为蓝色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,由实验结论:蜡烛燃烧的产物中有二氧化碳和水,则实验中可观察到硫酸铜粉末变蓝色,澄清石灰水变浑浊;
(6)结合前面分析可知,硫酸铜粉末的作用为验证蜡烛燃烧有水生成;该实验与图4所示的实验对比,其优点是该实验能同时验证二氧化碳和水的存在;
(7)灯泡通电发光、放热过程中,没有新物质生成,属于物理变化;
(8) 燃烧发光、放热,属于化学变化,但灯泡发光、放热,属于物理变化,则说明有发光、放热现象的不一定为化学变化,即猜想2正确。
5.在探究蜡烛(主要成分是石蜡)燃烧的实验时,某兴趣小组的同学们在老师的指导下,展开了如下学习。
【任务一】对比蜡烛燃烧时各层火焰的温度
(1)小组同学取一根火柴梗,拿住一端迅速平放在火焰中(如图),约1秒后取出,观察到火柴梗 (选填“a”、“b”或“c”)处最先炭化变黑。原因是 。
【任务二】了解蜡烛燃烧时发生的变化
小组同学分别用冷而干燥的烧杯和内壁用澄清石灰水润湿的烧杯先后罩在火焰上方(如图)。
【小组讨论】
(2)实验观察到前一只烧杯内壁 ,后一只烧杯内壁 ,说明蜡烛燃烧有 和 物质生成,发生了化学变化。
【任务三】探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
实验1:实验装置如图所示,集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体,小组同学分别将6支相同的蜡烛点燃后测定其燃烧时间(如下表)。
氧气体积分数
10%
20%
40%
60%
80%
100%
燃烧时间/s
0
12
26
35
30
25
现象
立即熄灭
安静燃烧
剧烈燃烧,烛芯长度变大,蜡烛高度变小
(3)该实验的目的是探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
【任务四】拓展探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
小组同学对比任务三中氧气体积分数60%~100%的现象,发现氧气体积分数越大,蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
实验2:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度,不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表1所示。
表1
烛芯长度/cm
0.3
0.5
0.7
0.9
燃烧时间/s
16
13
11
8
(4)实验3:将集气瓶中充满空气,测定 蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表2所示。
表2
蜡烛高度/cm
1
3
5
7
燃烧时间/s
l7
10
9
8
(5)实验2的结论是: 。
【反思评价】甲同学认为实验2、3蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。
(6)乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨,支持乙同学判断的证据是 。
【答案】(1) a a是外焰,温度最高
(2) 有水雾 澄清石灰水变浑浊 水 二氧化碳
(3)氧气体积分数
(4)不同高度,相同烛芯长度
(5)其他条件相同时,烛芯高度越高,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越
(6)烛芯长度越长,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短
【详解】(1)火焰的外焰温度最高,温度越高,火柴梗炭化越快,因此可以观察到火柴梗a处最先炭化变黑,因为a是外焰,温度最高;
(2)蜡烛燃烧会生成二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,小组同学分别用冷而干燥的烧杯和内壁用澄清石灰水润湿的烧杯先后罩在火焰上方,观察到前一只烧杯内壁有水雾,后一只烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧有其他物质生成,发生了化学变化;
(3)由表格分析可知,该实验中改变的是氧气体积分数,因此该实验的目的是探究氧气体积分数对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响;
(4)实验2中变量是蜡烛高度,其他条件应保持一致,则实验2测定的是不同高度,相同烛芯长度蜡烛对密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响;
(5)由实验2表格数据分析,其他条件相同时,随着烛芯高度变高,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短,则实验2的结论为:其他条件相同时,烛芯高度越高,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短;
(6) 由实验1表格数据分析可知,氧气的体积分数为10%时,蜡烛不能燃烧,所以实验2、3蜡烛熄灭的原因是氧气浓度过低,不足以支持蜡烛燃烧,并没有将氧气完全消耗。
6.小蜡烛引领我们的科学探究之路。
【探究可燃物】
(1)根据所知所学,蜡烛燃烧的实验现象描述正确的是________。
A.产生明亮的火焰 B.烛芯周围的石蜡熔化为液体
C.生成水和二氧化碳 D.熄灭后可以看到“白烟”升起
(2)通过观察,小组同学发现蜡烛由棉制烛芯(以下简称“烛芯”)和石蜡组成,对蜡烛燃烧过程中的可燃物产生了疑惑,并进行了猜想。
猜想一:烛芯燃烧
猜想二:固态石蜡燃烧
猜想三:液态蜡油燃烧
猜想四:
小组同学经过实验排除了猜想一,他们的实验方法是 。
【探究反应物】
(3)图1测定空气中氧气体积分数选择的试剂是 ,该反应的符号表达式为 。
(4)图2所示,将蜡烛放入密闭容器中燃烧,结合传感器测得的相应数据,分析测定空气中氧气体积分数不能使用蜡烛的原因是 。
【探究氧气性质】
(5)如图3所示,烧杯中盛放澄清石灰水,将蜡烛放入燃烧匙中,点燃后迅速伸入集气瓶中,塞紧胶塞,观察蜡烛燃烧情况。推入适量过氧化氢溶液,观察到蜡烛燃烧比加入过氧化氢溶液前剧烈,体现氧气的化学性质是 ,写出过氧化氢制氧气的符号表达式 。澄清石灰水可以检验蜡烛燃烧生成的二氧化碳,反应的符号表达式为 。
【答案】(1)ABD
(2) 气态石蜡蒸气燃烧 将蜡烛中的棉制烛芯抽出来,清理干净固体石蜡,点燃棉制烛芯,观察不到与蜡烛燃烧的相同现象
(3) 红磷
(4)蜡烛燃烧时二氧化碳的浓度逐渐增大,所以空气中氧气体积分数就不能准确测量出来
(5) 助燃性
【详解】(1)蜡烛燃烧的实验现象:产生明亮的火焰、烛芯周围的石蜡熔化为液体、熄灭后可以看到“白烟”升起,生成水和二氧化碳是实验结论而不是实验现象,故选:ABD;
(2)石蜡有固态、液态和气态,则根据猜想二、三可知,猜想四为气态石蜡蒸气燃烧;
将蜡烛中的棉制烛芯抽出来,清理干净固体石蜡,点燃棉制烛芯,观察不到与蜡烛燃烧的相同现象,说明猜想一不正确;
(3)图1测定空气中氧气体积分数选择的试剂是红磷,红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,符号表达式为;
(4)蜡烛放入密闭容器中燃烧,结合传感器测得的相应数据,分析测定空气中氧气体积分数不能使用蜡烛的原因是:蜡烛燃烧时二氧化碳的浓度逐渐增大,所以空气中氧气体积分数就不能准确测量出来;
(5)推入适量过氧化氢溶液,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,观察到蜡烛燃烧比加入过氧化氢溶液前剧烈,体现氧气的化学性质是助燃性;
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,符号表达式为;
澄清石灰水可以检验蜡烛燃烧生成的二氧化碳,即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,符号表达式为。
7.蜡烛燃烧,一般经过如下环节:
(1)蜡烛燃烧:蜡烛燃烧时我们并没有观察到生成的水和二氧化碳,原因是 。
(2)探究:蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白烟冒出,它的主要成分是什么呢?
【提出猜想】
A同学猜测白烟是蜡烛燃烧生成的二氧化碳;
B同学猜测白烟是蜡烛燃烧生成的水蒸气;
C同学猜测白烟是石蜡受热后产生的石蜡蒸气遇冷凝结而成的固体小颗粒。
【实验探究】他们进行了以下探究:
①吹灭蜡烛,立即将用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩住白烟(如图1),目的是验证 同学的猜测。
②吹灭蜡烛,立即用一个干冷的烧杯罩住白烟(如图2),烧杯内没有出现 ,证明白烟的成分不是水蒸气。
③吹灭蜡烛,立即用燃着的木条去点燃白烟(如图3,注意不能与烛芯接触),发现蜡烛重新被点燃,说明白烟有可燃性,这为 同学的猜测提供了证据。同时可排除白烟是 的猜测。
④若C同学的猜测正确,则蜡烛产生白烟这一过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
【拓展提升】
(3)将燃着的蜡烛放入密闭容器中,同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量变化如图所示。下列说法正确的是______。
A.蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气
B.蜡烛熄灭是因为容器内的氧气全部被消耗
C.蜡烛熄灭后容器内的气体并不全是二氧化碳
D.蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时,蜡烛无法燃烧
【答案】(1)二氧化碳和水都是无色的
(2) A 水雾 C 二氧化碳和水蒸气 物理
(3)CD
【详解】(1)二氧化碳和水蒸气均无色,则无法观察到生成二氧化碳和水。
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩住白烟,目的为验证二氧化碳,即验证A同学的猜想;
②水蒸气遇冷会液化,则用一个干冷的烧杯罩住白烟,若没有出现水雾,则说明白烟不是水蒸气;
③白烟具有可燃性,则说明白烟为石蜡小颗粒,即C同学猜想正确;二氧化碳和水蒸气不具有可燃性,也能排出A、B的猜想;
④由于白烟为石蜡固体小颗粒,则蜡烛产生白烟的过程中,没有新物质生成,属于物理变化。
(3)A、由图可知,刚开始时,氧气的体积分数为21%,则说明气体为空气,该选项说法不正确;
B、由图可知,蜡烛熄灭后,氧气还有剩余,该选项说法不正确;
C、空气中含有氮气、氧气等,蜡烛燃烧消耗氧气,则蜡烛熄灭后容器内的气体并不全是二氧化碳,该选项说法正确;
D、由图可知,蜡烛熄灭后,氧气还有剩余,则说明容器内氧气的体积分数小于一定值时,蜡烛无法燃烧,该选项说法正确。
故选CD。
8.很多古诗词中都有蜡烛的身影,其中也蕴含了丰富的化学知识。某兴趣小组同学对蜡烛的燃烧进行了如下探究:
Ⅰ蜡烛燃烧过程探究
蜡烛燃烧时可观察到火焰集中在烛芯周围,石蜡不断熔化,但液态石蜡却没有直接燃烧,同学们对蜡烛燃烧过程展开了探究。
(1)火焰结构特点探究:点燃蜡烛,将一张滤纸从火焰上方盖下,1-2秒后取出;观察到滤纸上炭化形成黑圈(如A图),得出结论: 。
(2)焰心所含物质探究:如图B,点燃蜡烛,用注射器在烛芯附近抽取气体物质。
【猜想假设】同学们对该物质主要成分提出三种猜想:
①二氧化碳②水蒸气③石蜡蒸气,理由是液态石蜡受热会汽化。
【实验探究】
操作
现象
结论
立即将注射器内物质注入内壁涂有澄清石灰水的烧杯。
观察到 。
猜想①成立
立即将注射器内物质注入干而冷的烧杯。
内壁没有出现水雾,而是出现白色固体物质。
猜想②不成立
立即将注射器靠近火焰,推动活塞。
注射器口产生火焰,物质能燃烧。
猜想③
【实验反思】经过讨论,同学们认为猜想①不成立,实验中产生明显现象的原因是: 。
【补充实验】将蜡烛熄灭,瞬间可观察到一缕“白烟”轻轻升起,立即用燃着的火柴去点燃“白烟”,“白烟” (填“能”或“不能”)燃烧。
【实验结论】石蜡燃烧是固态石蜡先受热熔化,然后在烛芯汽化形成气态石蜡后才燃烧。
Ⅱ探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
小组同学发现氧气体积分数越大,蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
实验!:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度,不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表所示。
烛芯长度/cm
0.3
0.5
0.7
0.9
燃烧时间/s
16
13
11
8
(3)实验2:将集气瓶中充满空气,测定 的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表所示。
蜡烛高度/cm
1
3
5
7
燃烧时间/s
17
10
9
8
【小组交流】
(4)实验1的结论是:其他条件相同时, 。
Ⅲ蜡烛熄灭原因探究
如图1,实验中蜡烛会逐渐熄灭。同学们对实验中蜡烛(足量)熄灭的原因展开研究。
【猜想与假设】①可能是二氧化碳含量过大 ②可能是氧气被完全消耗
【探究与结论】
(5)甲同学收集1瓶含20%氧气和80%二氧化碳的气体,将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密封,蜡烛燃烧一段时间后才慢慢熄灭。根据实验现象可知:假设 (填“合理”或“不合理”)。
(6)乙同学使用氧气传感器测量密闭装置内蜡烛(足量)从燃烧到熄灭的过程中氧气含量的变化,实验装置和实验结果如图2所示。下列判断或结论正确的是___________(填字母)。
A.实验开始时密封装置内是纯净的氧气。
B.蜡烛熄灭的原因是瓶内氧气已经耗尽
C.蜡烛熄灭后瓶内气体是二氧化碳和氧气
D.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
【答案】(1)外焰温度最高
(2) 烧杯内壁变浑浊 成立 石蜡蒸气冷凝成固体 能
(3)相同烛芯长度,不同蜡烛高度
(4)烛芯长度越长,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短
(5)不合理
(6)D
【详解】(1)点燃蜡烛,将一张滤纸从火焰上方盖下,1-2秒后取出,观察到滤纸上炭化形成黑圈,是因为外焰的温度最高。
(2)[实验探究]
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因为猜想①成立,所以涂有澄清石灰水的烧杯内壁变浑浊;立即将注射器靠近火焰,推动活塞,注射器口产生火焰,物质能燃烧,而二氧化碳和水蒸气没有可燃性,石蜡具有可燃性,所以猜想③成立。
[实验反思]
猜想①不成立,实验中产生明显现象的原因是石蜡蒸气冷凝成固体。
[补充实验]
将蜡烛熄灭,瞬间可观察到一缕“白烟”轻轻升起,立即用燃着的火柴去点燃“白烟”,“白烟”是石蜡蒸气遇冷凝结成的石蜡固体小颗粒,因此“白烟”能燃烧。
(3)通过实验2数据可知,该实验想探究蜡烛高度对燃烧时间的影响,其它量要保持一致。将集气瓶中充满空气,测定相同烛芯长度、不同蜡烛高度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。
(4)由实验1表中的数据可知,其他条件相同时,烛芯长度越长,蜡烛在集气瓶中燃烧时间越短。
(5)甲同学收集1瓶含20%氧气和80%二氧化碳的气体,将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密封,蜡烛燃烧一段时间后才慢慢熄灭。根据实验现象可知:假设①不合理。
(6)A、实验开始时密封装置内不是纯净的氧气,氧气的体积分数为19.56%,故A选项说法不正确;
B、由图示可知,蜡烛熄灭时,氧气的体积分数为15.96%,氧气并没有耗尽,因此蜡烛熄灭的原因不是瓶内氧气已经耗尽,故B选项说法不正确;
C、蜡烛熄灭后瓶内气体除了二氧化碳和氧气,还有氮气、水蒸气等,故C选项说法不正确;
D、由图示可知,氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧,故D选项说法正确。
故选D
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专题2 蜡烛/石蜡燃烧的拓展探究
1.某化学兴趣小组以“探究蜡烛燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
任务一:蜡烛(主要成分为石蜡)燃烧产生火焰的原因是什么?
[查阅资料]
物质
熔点/℃
沸点/℃
燃烧时温度/℃
有无火焰
石蜡
50~70
300~550
约600
有
铁
1535
2750
约1800
无
钠
97.8
883
约1400
有
(1)通过上表中石蜡、铁、钠的数据对比,燃烧能产生火焰的原因是 。
(2)根据硫燃烧的实验事实,你推测硫沸点 硫燃烧时的温度。(填“>”或“<”)
任务二:探究蜡烛的元素组成
[查阅资料]蓝色无水氯化钴遇水会变红
[进行实验]过滤泵产生负压可使蜡烛燃烧产物依次通过B、C装置(如下图)。
(3)实验中试纸变红,B装置增重0.9g,则燃烧的石蜡中氢元素质量至少为 g。
(4)C装置中石灰水变浑浊证明石蜡中含有 元素。
任务三:探究高低蜡烛熄灭顺序
(5)该兴趣小组同学做了两组实验。一组是将一瓶二氧化碳缓缓倒入放有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯里(如图甲);另一组是用大烧杯罩住两支高低不同的燃着的蜡烛(如图乙)。甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭,高处蜡烛的火焰后熄灭。由此可证明的物理性质是 。乙图实验中高处蜡烛的火焰先熄灭,低处蜡烛的火焰后熄灭。面对这一异常现象,小组同学又展开了如下探究:
[提出问题]为什么高处的蜡烛先熄灭?
[猜想假设]猜想1:高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高。
猜想2:高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足。
(6)为了验证猜想1,小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体,两种气体所占体积分数分别为80%和20%,将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中,发现蜡烛正常燃烧,从而证明猜想l (填“合理”或“不合理”)。
为了验证猜想2,小组同学设计并实施了下列实验。
实验装置
实验步骤
在圆筒形玻璃容器中放置3支不同高度的蜡烛,摆放位置如图所示(呈正三角形)。a、b、c三点均放置氧气、二氧化碳和温度三种传感器。
①设置好传感器。
②点燃蜡烛,迅速封盖并开始采集数据。
③观察蜡烛熄灭顺序并记录熄灭时间。
④待3支蜡烛完全熄灭。曲线趋于稳定时,停止数据采集。
[实验数据]
Ⅰ、不同高度蜡烛的熄灭时间:
蜡烛高度
高(30cm)
中(20cm)
低(10cm)
熄灭时间
106s
164s
199s
Ⅱ、不同位置传感器测得的相应数据如图:
[解释与结论]
(7)请结合上图选择关键数据解释高处蜡烛先熄灭的原因: 。(图中二氧化碳浓度最高时换算为体积分数约为0.23%)
[反思与评价]
(8)本实验同时也证明了火灾发生时“要往低处逃生”是合理的,结合传感器数据分析其依据是 。
2.化学兴趣小组的同学对蜡烛燃烧进行如下探究。
探究一:蜡烛的组成。
【查阅资料】①二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体;②烟是固体小颗粒。
【实验1】某同学利用如图创新实验对蜡烛及其燃烧进行探究。当蜡烛燃烧约1分钟后,观察到石灰水变浑浊,U型管内附着大量水雾。
【实验结论】
(1)石蜡燃烧的文字表达式为 。
(2)由现象推测石蜡中一定含有的元素是 (填写符号)。
探究二:蜡烛火焰熄灭时所产生白烟的成分探究。
【提出问题】蜡烛火焰熄灭时所产生白烟的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:水蒸气。
猜想二:二氧化碳。
猜想三:白烟是石蜡蒸气凝结成的石蜡固体颗粒。
【实验2】
(3)
操作步骤
实验现象
实验结论
实验一:吹灭蜡烛,立即用干而冷的玻璃片放在白烟上
玻璃片上只出现了一些白色固体物质
猜想一不成立
实验二:吹灭蜡烛,立即用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩住白烟
澄清石灰水变浑浊
猜想二 (填“成立”或“不成立”)
实验三:吹灭蜡烛,立即用燃着木条靠近白烟
猜想三成立
【分析】
(4)实验最终证明白烟不是二氧化碳,但实验二中观察到澄清石灰水变浑浊,其原因可能是 。
【反思】
(5)得到正确结论以后,小明和同学们反思了实验探究过程,发现不用经过实验探究也可以排除猜想一和猜想二,理由是 。
3.光的地方就会有文明,三千多年前人类开始使用蜡烛,如今现代都市华灯璀璨。照明经历了从火到电的发展历程,同时也是社会经济和文化的缩影。
Ⅰ.古诗新证,也谈“剪烛”
最初的蜡烛为单股烛芯,在使用中很难完全燃烧,所以需要不时的将烛芯残留的末端减掉.后来发明了多股棉线烛芯,烛芯更加松散蓬松,可以完全燃烧,不需要不断修剪烛芯。
(1)相比单股烛芯,多股棉线烛芯可以完全燃烧的原因是 。
Ⅱ.当风秉烛,追本溯源
某化学实验小组经过查阅资料知道蜡烛是由石蜡制成的,石蜡是石油炼制后得到的固体物质,是一种复杂的混合物。该小组进行了石蜡的组成元素的探究实验。
【提出问题】石蜡中含有哪些元素?
【实验探究】
操作
现象
结论
Ⅰ.点燃蜡烛,在烛焰上方罩一干燥烧杯
烧杯内壁有水雾
石蜡中含有①元素(填写元素名称)
Ⅱ.将烧杯迅速倒转,并倒入少量澄清石灰水,振荡
观察到②
证明石蜡中含有碳元素
(2)操作Ⅰ说明石蜡中含有 元素(填写元素名称)。
(3)操作Ⅱ的现象是 。
(4)请写出操作Ⅱ中对应的化学反应方程式 。
【拓展延伸】石蜡中是否含有氧元素呢?
(5)同学们取13g石蜡固体,在氧气流中充分灼烧,测得生成44gCO2和9gH2O,通过分析数据得出石蜡中 氧元素(选填“有”“无”“无法确定”之一)。
Ⅲ.冰光而行,传承文明
19世纪初,英国化学家戴维用2000节电池和两根炭棒,制成世界上第一盏弧光灯,推动人类走向了用电照明的时代。在现代,电池作为一种便携式的储能设备对社会发展起重要作用。某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时,发现电池内有黑色固体,研究黑色固体成分,开展如下的实验:
【查阅资料】废旧干电池中可能含有二氧化锰、炭粉、氯化锌等固体。其中氯化锌白色固体、可溶于水。
【提出猜想】
猜想一:黑色固体为炭粉
(6)猜想二:黑色固体为 (填写物质名称);
猜想三:黑色固体为二氧化锰和炭粉
【实验探究】探究废干电池筒内黑色固体的成分
(7)气体C的化学式为 ,石蕊试液变红的原因 (用化学方程式解释)。
(8)气体E的化学式为 固体D在步骤Ⅳ中起 作用。
(9)由此得出结论:猜想 是正确的(选填“一”“二”“三”之一)。
4.某兴趣小组的同学对蜡烛的燃烧过程重新进行了一次探究。
【探究一】探究石蜡的物理、化学性质。
(1)将小块石蜡放入水中,观察到石蜡浮在水面上,由此判断石蜡的密度比水 (选填“大”或“小”)。
对于本实验使用的蜡烛有以下描述:
A固态 B.白色 C.质地较软 D.能燃烧 E.难溶于水 F.受热易熔化。
(2)其中属于化学性质的有 ,属于物理性质的有 (填字母序号)。
(3)如图2,用一根木条横穿火焰三部分。约1~2s取出观察,可得 温度最高。
(4)同学们查阅资料得知:产生火焰是气态物质燃烧的现象,于是他们做了一个有趣的“母子火焰”实验(图3,将导管伸入蜡烛火焰的焰心处),据此实验,下列有关分析中正确的是___________。
A.子火焰中被燃烧的物质是液态石蜡 B.这一现象说明蜡烛中主要物质的熔点较低
C.要使该实验成功,导管不宜过长 D.母火焰焰心处的物质是石蜡蒸气
【探究二】探究蜡烛燃烧的产物。
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末状物质,具有吸水性,吸水后变为蓝色。
【进行实验】
(5)如下表所示。
实验步骤
实验现象
实验结论
①硫酸铜粉末变 ,②澄清石灰水变 。
蜡烛燃烧的产物中有二氧化碳和水
(6)该实验中,硫酸铜粉末的作用是 ,该实验与图4所示的实验对比,其优点是 。
【拓展延伸】化学变化中常伴随有发光、放热的现象。小明认为有发光、放热现象的变化不一定是化学变化。兴趣小组的同学对此展开了讨论和验证。
提出问题:有发光、放热现象的变化都是化学变化吗?
猜想1:都是化学变化:猜想2:不一定都是化学变化。
【实验探究】观察白炽灯内灯丝在通电前后的变化:
通电前
通电中
断电后
灯丝为银白色固体
发出白光,手摸灯泡感觉发热
灯丝为银白色固体
【讨论】
(7)通电前后,灯丝本身没有发生变化,灯泡通电发光、放热属于 变化,不同于蜡烛燃烧。
【结论】
(8)猜想 (填“1”或“2”)正确。
5.在探究蜡烛(主要成分是石蜡)燃烧的实验时,某兴趣小组的同学们在老师的指导下,展开了如下学习。
【任务一】对比蜡烛燃烧时各层火焰的温度
(1)小组同学取一根火柴梗,拿住一端迅速平放在火焰中(如图),约1秒后取出,观察到火柴梗 (选填“a”、“b”或“c”)处最先炭化变黑。原因是 。
【任务二】了解蜡烛燃烧时发生的变化
小组同学分别用冷而干燥的烧杯和内壁用澄清石灰水润湿的烧杯先后罩在火焰上方(如图)。
【小组讨论】
(2)实验观察到前一只烧杯内壁 ,后一只烧杯内壁 ,说明蜡烛燃烧有 和 物质生成,发生了化学变化。
【任务三】探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
实验1:实验装置如图所示,集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体,小组同学分别将6支相同的蜡烛点燃后测定其燃烧时间(如下表)。
氧气体积分数
10%
20%
40%
60%
80%
100%
燃烧时间/s
0
12
26
35
30
25
现象
立即熄灭
安静燃烧
剧烈燃烧,烛芯长度变大,蜡烛高度变小
(3)该实验的目的是探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
【任务四】拓展探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
小组同学对比任务三中氧气体积分数60%~100%的现象,发现氧气体积分数越大,蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
实验2:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度,不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表1所示。
表1
烛芯长度/cm
0.3
0.5
0.7
0.9
燃烧时间/s
16
13
11
8
(4)实验3:将集气瓶中充满空气,测定 蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表2所示。
表2
蜡烛高度/cm
1
3
5
7
燃烧时间/s
l7
10
9
8
(5)实验2的结论是: 。
【反思评价】甲同学认为实验2、3蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。
(6)乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨,支持乙同学判断的证据是 。
6.小蜡烛引领我们的科学探究之路。
【探究可燃物】
(1)根据所知所学,蜡烛燃烧的实验现象描述正确的是________。
A.产生明亮的火焰 B.烛芯周围的石蜡熔化为液体
C.生成水和二氧化碳 D.熄灭后可以看到“白烟”升起
(2)通过观察,小组同学发现蜡烛由棉制烛芯(以下简称“烛芯”)和石蜡组成,对蜡烛燃烧过程中的可燃物产生了疑惑,并进行了猜想。
猜想一:烛芯燃烧
猜想二:固态石蜡燃烧
猜想三:液态蜡油燃烧
猜想四:
小组同学经过实验排除了猜想一,他们的实验方法是 。
【探究反应物】
(3)图1测定空气中氧气体积分数选择的试剂是 ,该反应的符号表达式为 。
(4)图2所示,将蜡烛放入密闭容器中燃烧,结合传感器测得的相应数据,分析测定空气中氧气体积分数不能使用蜡烛的原因是 。
【探究氧气性质】
(5)如图3所示,烧杯中盛放澄清石灰水,将蜡烛放入燃烧匙中,点燃后迅速伸入集气瓶中,塞紧胶塞,观察蜡烛燃烧情况。推入适量过氧化氢溶液,观察到蜡烛燃烧比加入过氧化氢溶液前剧烈,体现氧气的化学性质是 ,写出过氧化氢制氧气的符号表达式 。澄清石灰水可以检验蜡烛燃烧生成的二氧化碳,反应的符号表达式为 。
7.蜡烛燃烧,一般经过如下环节:
(1)蜡烛燃烧:蜡烛燃烧时我们并没有观察到生成的水和二氧化碳,原因是 。
(2)探究:蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白烟冒出,它的主要成分是什么呢?
【提出猜想】
A同学猜测白烟是蜡烛燃烧生成的二氧化碳;
B同学猜测白烟是蜡烛燃烧生成的水蒸气;
C同学猜测白烟是石蜡受热后产生的石蜡蒸气遇冷凝结而成的固体小颗粒。
【实验探究】他们进行了以下探究:
①吹灭蜡烛,立即将用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩住白烟(如图1),目的是验证 同学的猜测。
②吹灭蜡烛,立即用一个干冷的烧杯罩住白烟(如图2),烧杯内没有出现 ,证明白烟的成分不是水蒸气。
③吹灭蜡烛,立即用燃着的木条去点燃白烟(如图3,注意不能与烛芯接触),发现蜡烛重新被点燃,说明白烟有可燃性,这为 同学的猜测提供了证据。同时可排除白烟是 的猜测。
④若C同学的猜测正确,则蜡烛产生白烟这一过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
【拓展提升】
(3)将燃着的蜡烛放入密闭容器中,同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量变化如图所示。下列说法正确的是______。
A.蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气
B.蜡烛熄灭是因为容器内的氧气全部被消耗
C.蜡烛熄灭后容器内的气体并不全是二氧化碳
D.蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时,蜡烛无法燃烧
8.很多古诗词中都有蜡烛的身影,其中也蕴含了丰富的化学知识。某兴趣小组同学对蜡烛的燃烧进行了如下探究:
Ⅰ蜡烛燃烧过程探究
蜡烛燃烧时可观察到火焰集中在烛芯周围,石蜡不断熔化,但液态石蜡却没有直接燃烧,同学们对蜡烛燃烧过程展开了探究。
(1)火焰结构特点探究:点燃蜡烛,将一张滤纸从火焰上方盖下,1-2秒后取出;观察到滤纸上炭化形成黑圈(如A图),得出结论: 。
(2)焰心所含物质探究:如图B,点燃蜡烛,用注射器在烛芯附近抽取气体物质。
【猜想假设】同学们对该物质主要成分提出三种猜想:
①二氧化碳②水蒸气③石蜡蒸气,理由是液态石蜡受热会汽化。
【实验探究】
操作
现象
结论
立即将注射器内物质注入内壁涂有澄清石灰水的烧杯。
观察到 。
猜想①成立
立即将注射器内物质注入干而冷的烧杯。
内壁没有出现水雾,而是出现白色固体物质。
猜想②不成立
立即将注射器靠近火焰,推动活塞。
注射器口产生火焰,物质能燃烧。
猜想③
【实验反思】经过讨论,同学们认为猜想①不成立,实验中产生明显现象的原因是: 。
【补充实验】将蜡烛熄灭,瞬间可观察到一缕“白烟”轻轻升起,立即用燃着的火柴去点燃“白烟”,“白烟” (填“能”或“不能”)燃烧。
【实验结论】石蜡燃烧是固态石蜡先受热熔化,然后在烛芯汽化形成气态石蜡后才燃烧。
Ⅱ探究密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素
小组同学发现氧气体积分数越大,蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
实验!:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度,不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表所示。
烛芯长度/cm
0.3
0.5
0.7
0.9
燃烧时间/s
16
13
11
8
(3)实验2:将集气瓶中充满空气,测定 的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间如下表所示。
蜡烛高度/cm
1
3
5
7
燃烧时间/s
17
10
9
8
【小组交流】
(4)实验1的结论是:其他条件相同时, 。
Ⅲ蜡烛熄灭原因探究
如图1,实验中蜡烛会逐渐熄灭。同学们对实验中蜡烛(足量)熄灭的原因展开研究。
【猜想与假设】①可能是二氧化碳含量过大 ②可能是氧气被完全消耗
【探究与结论】
(5)甲同学收集1瓶含20%氧气和80%二氧化碳的气体,将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密封,蜡烛燃烧一段时间后才慢慢熄灭。根据实验现象可知:假设 (填“合理”或“不合理”)。
(6)乙同学使用氧气传感器测量密闭装置内蜡烛(足量)从燃烧到熄灭的过程中氧气含量的变化,实验装置和实验结果如图2所示。下列判断或结论正确的是___________(填字母)。
A.实验开始时密封装置内是纯净的氧气。
B.蜡烛熄灭的原因是瓶内氧气已经耗尽
C.蜡烛熄灭后瓶内气体是二氧化碳和氧气
D.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
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