Question

某化学研究小组对蜡烛(主要由碳、氢元素组成)燃烧进行了如下探究。

(1)设计图1所示实验锥形瓶中发生反应的化学方程式为____;请推测靠近三通管____(填"上口”或下口")的火柴火焰熄灭理由是______;某化学研究小组对蜡烛(主要由碳、氢元素组成)燃烧进行了如下探究。

(2)某同学用大烧杯将高低2支燃烧的蜡烛罩住(如图2所示),观察到高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭。

[提出问题]导致高的蜡烛先熄灭的原因是什么?

[猜想与假设]假设1:可能是高蜡烛火焰附近的二氧化碳浓度过高导致其先熄灭;

假设2:可能是高蜡烛火焰附近的氧浓度过低导致其先熄灭。

[设计实验]

①甲同学按圈2装置进行实验,点燃蜡烛,用大烧杯罩住。一段时间后,发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色(石灰水能使酚酞变红,碳酸钙不能使酚酞变红),说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的二氧化碳浓度____(填"高"或"低")

②为进一步验证假设1,乙同学收集一瓶含20%氧和80%二氧化碳的气体.将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭,蝴烛燃烧一段时间后慢慢熄灭,根据实验现象可知假设1_____(填“合理"或“不合理")

③丙同学使用传感器测得密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭的过程中(80s时蜡烛熄灭)装置内氧气和二氧化碳含量的变化曲线如图3.则可得出蜡烛燃烧的条件是___

[反思与交流]结合已有知识和上述实验分析.乙同学实验中蜡烛完全熄灭后瓶内含有_____

Answer

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 下口 二氧化碳密度比空气大,且二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧 高 不合理 氧浓度不低于16% 二氧化碳、水蒸气、氧气、一氧化碳

【解析】

(1) 石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，二氧化碳的密度比空气大，不燃烧、也不支持燃烧，所以靠近三通管下口的火柴火焰熄灭；

[设计实验]①石灰水显碱性，能使无色的酚酞试液变红色，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，若实验进行一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸先褪色，说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度高；

②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闭，蜡烛燃烧一段时间后慢慢熄灭，根据这一现象可知，假设1不合理；

③由图象中的数据可知，燃烧过程中氧气的浓度降低，当氧气的浓度低于16%（80s）时，蜡烛熄灭了，这说明了蜡烛燃烧需要氧气的浓度不能低于16%；

[反思与交流] 蜡烛燃烧生成了二氧化碳与水蒸气，由图象可知，蜡烛熄灭后，装置内还存在着氧气，蜡烛不完全燃烧会生一氧化碳，所以蜡烛完全熄灭后瓶内含有二氧化碳、一氧化碳、氧气和水蒸气。