Question

11．《蠟燭的化學(xué)史》是英國(guó)科學(xué)家法拉第所著的傳世科普經(jīng)典，化學(xué)興趣小組的同學(xué)們沿著大師的足跡，結(jié)合“蠟燭的燃燒”探究相關(guān)化學(xué)問(wèn)題：
探究活動(dòng)一 應(yīng)用蠟燭燃燒探究空氣的組成
在盛有澄清石灰水的水槽中固定一支小蠟燭，將其點(diǎn)燃后，用一支玻璃管（一端對(duì)口）迅速倒扣在燃著的蠟燭上（如圖Ⅲ），請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋	初步結(jié)論
（1）蠟燭逐漸熄滅，玻璃管內(nèi)澄清石灰水變渾濁	石灰水變渾濁的化學(xué)方程式Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O	空氣的組成不是單一的，原玻璃管內(nèi)氧氣的體積等于玻璃管內(nèi)氣體減小的體積
（2）玻璃管內(nèi)的液面逐漸上升一段距離	現(xiàn)象的文字說(shuō)明由于玻璃罩內(nèi)的氧氣被消耗，產(chǎn)生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩內(nèi)的壓強(qiáng)變小，在外界大氣壓的作用下液面升高

【實(shí)驗(yàn)反思】興趣小組為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上“初步結(jié)論”中“原玻璃管內(nèi)氧氣的體積等于玻璃管內(nèi)氣體減小的體積”是否準(zhǔn)確，做了以下補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：蠟燭（足量）在密閉裝置內(nèi)（如圖Ⅳ）燃燒至熄滅，用儀器測(cè)出這一過(guò)程中瓶?jī)?nèi)氧氣含量的變化（如圖Ⅴ），如圖Ⅴ中可獲得蠟燭燃燒過(guò)程與氧氣含量變化的關(guān)系氧氣的濃度低于一定值時(shí)，蠟燭無(wú)法燃燒
結(jié)合這一補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，分析以上“初步結(jié)論”中“原玻璃管內(nèi)氧氣的體積等于玻璃管內(nèi)氣體減小的體積”是否準(zhǔn)確，并說(shuō)明理由蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，瓶?jī)?nèi)不會(huì)只剩下二氧化碳，而且還有氧氣等氣體
探究活動(dòng)二 探究蠟燭在一定體積空氣中燃燒時(shí)間的影響因素
【猜想與假設(shè)】在蠟燭足量的情況下，蠟燭在一定體積空氣中燃燒，影響其燃燒時(shí)間長(zhǎng)短的因素可能有：蠟燭的粗細(xì)、蠟燭的高度，蠟燭的質(zhì)地…
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究：在一定體積空氣中，影響蠟燭燃燒時(shí)間長(zhǎng)短的一種因素（可以是以上因素，也可以是自己提出的因素），要求：設(shè)計(jì)主要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體現(xiàn)所需測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或所需觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
（3）您想探究的一種影響因素氧氣的濃度
（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)用品自選）將兩根同樣的長(zhǎng)度的蠟燭同時(shí)分別在空氣和在純氧氣（氧氣量充足）中燃燒，記錄燃燒同樣長(zhǎng)度的蠟燭時(shí)所用的時(shí)間，氧氣的濃度越高蠟燭燃燒所用的時(shí)間越短．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)：一般情況下，不燃燒也不支持燃燒；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁等解答；
（2）根據(jù)玻璃罩內(nèi)的氧氣被消耗，產(chǎn)生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩內(nèi)的壓強(qiáng)變小解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)已有的知識(shí)結(jié)合圖示進(jìn)行分析，反應(yīng)前氧氣的體積分?jǐn)?shù)是19.56%，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到15.96%時(shí)，蠟燭熄滅，說(shuō)明開(kāi)始時(shí)瓶?jī)?nèi)含有其他氣體，氧氣的濃度低于一定值時(shí)，蠟燭無(wú)法燃燒解答；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
運(yùn)用探究實(shí)驗(yàn)的思路：提出問(wèn)題、做出猜想或假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想或假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論的基本步驟再結(jié)合影響燃燒現(xiàn)象的因素：氧氣的濃度、可燃物的狀態(tài)等解答．

解答 解：蠟燭燃燒后有水和二氧化碳生成，二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁，由于玻璃罩內(nèi)的氧氣被消耗，產(chǎn)生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩內(nèi)的壓強(qiáng)變小，在外界大氣壓的作用下液面升高；該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)反思】反應(yīng)前氧氣的體積分?jǐn)?shù)是19.56%，說(shuō)明蠟燭燃燒前裝置內(nèi)不只有氧氣，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到15.96%時(shí)，蠟燭熄滅，說(shuō)明氧氣的濃度低于一定值時(shí)，蠟燭無(wú)法燃燒；蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，瓶?jī)?nèi)不會(huì)只剩下二氧化碳，而且還有氧氣等氣體．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
影響燃燒現(xiàn)象的因素包括可燃物的性質(zhì)、與氧氣的接觸面積、氧氣的濃度等等，再結(jié)合探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟：做出猜想或假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論這些基本步驟進(jìn)行探究．選擇可能的一個(gè)因素進(jìn)行探究，故（3）探究的一種影響因素氧氣的濃度；
（4）將兩根同樣的長(zhǎng)度的蠟燭同時(shí)分別在空氣和在純氧氣（氧氣量充足）中燃燒，記錄燃燒同樣長(zhǎng)度的蠟燭時(shí)所用的時(shí)間，氧氣的濃度越高蠟燭燃燒所用的時(shí)間越短．
答案：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋	初步結(jié)論
（1）蠟燭逐漸熄滅，玻璃管內(nèi)澄清石灰水變渾濁	石灰水變渾濁的化學(xué)方程式 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O	空氣的組成不是單一的，原玻璃管內(nèi)氧氣的體積等于玻璃管內(nèi)氣體減小的體積
（2）玻璃管內(nèi)的液面逐漸上升一段距離	現(xiàn)象的文字說(shuō)明 由于玻璃罩內(nèi)的氧氣被消耗，產(chǎn)生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩內(nèi)的壓強(qiáng)變小，在外界大氣壓的作用下液面升高

氧氣的濃度低于一定值時(shí)，蠟燭無(wú)法燃燒   蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，瓶?jī)?nèi)不會(huì)只剩下二氧化碳，而且還有氧氣等氣體
（3）氧氣的濃度
（4）將兩根同樣的長(zhǎng)度的蠟燭同時(shí)分別在空氣和在純氧氣（氧氣量充足）中燃燒，記錄燃燒同樣長(zhǎng)度的蠟燭時(shí)所用的時(shí)間，氧氣的濃度越高蠟燭燃燒所用的時(shí)間越短．

點(diǎn)評(píng) 熟練掌握蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)及對(duì)白煙的認(rèn)識(shí)，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，從而學(xué)會(huì)探究問(wèn)題的一般方法，解答時(shí)要細(xì)心考慮．