Question

【題目】某課外興趣小組為探究“蠟燭燃燒產物中含有哪些成分”，于是進行如下實驗。

（查閱文獻）蠟燭的主要成分是石蠟，石蠟是由碳、氫元素組成。

（猜想與假設）蠟燭燃燒的產物是二氧化碳和水。

（設計實驗）

（1）將內壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在蠟燭火焰上方，發現燒杯內壁出現渾濁現象，證明有二氧化碳生成，其反應的化學方程式為_____。

（2）另取一只冷而干燥的小燒杯罩在蠟燭火焰上方，觀察到_____，證明有水生成。在實驗中，小華觀察到一個異常現象：小燒杯內壁上產生少量黑色物質。

（交流與討論）同學們一致認為該黑色物質可能是石蠟不完全燃燒生成的_____，理由是_____，據此，他們猜想還可能產生一氧化碳。

為驗證存在該氣體，小組成員設計圖1所示的實驗。

（設計實驗）

（1）將玻璃管一段伸入蠟燭的焰心部分。

（2）用帶有金屬網罩的酒精燈加熱另一端的氧化銅，一段時間后，觀察到氧化銅由黑變紅，證明蠟燭不充分燃燒有一氧化碳生成。對此，小明提出質疑：由以上現象不一定是生成了一氧化碳導致，還可能是_____。

同學們又在玻璃管中部放入_____重新實驗，觀察到黑色的氧化銅再次變紅，由此確定蠟燭不充分燃燒有一氧化碳生成。

該興趣小組欲利用數字化實驗測定蠟燭發生不完全燃燒的產物，特設計如圖2裝置：收集含氧氣50%的氣體于鐘罩內，將蠟燭點燃后放入鐘罩，塞緊帶有傳感器的橡膠塞。實驗過程中記錄的相關數據如圖3所示。請回答下列問題：

（1）在0～10s時，氧氣濃度無明顯變化的原因是_____。

（2）根據圖象預測，蠟燭發生完全燃燒的時段為_____，結合圖象說明理由_____。

（3）結合本實驗記錄的數據，寫一條你的新認識_____。

Answer 1

【答案】CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 燒杯內壁出現水霧 炭黑 化學反應前后，元素種類不變，且石蠟中含有碳元素 蠟燭燃燒產生的炭黑還原了灼熱的氧化銅 棉花 蠟燭燃燒后，瓶內氧氣未充分混合均勻 0～40s 該時間段，氧氣含量較高，并且沒有生成一氧化碳 當氧氣濃度約低于33%時，蠟燭已發生不完全燃燒

【解析】

[設計實驗]

（1）證明有二氧化碳生成，是因為二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，其反應的化學方程式為：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。

故填：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。

（2）另取一只冷而干燥的小燒杯罩在蠟燭火焰上方，觀察到燒杯內壁出現水霧，證明有水生成。

故填：燒杯內壁出現水霧。

[交流與討論]

同學們一致認為該黑色物質可能是石蠟不完全燃燒生成的炭黑，理由是化學反應前后，元素種類不變，且石蠟中含有碳元素。

故填：炭黑；化學反應前后，元素種類不變，且石蠟中含有碳元素。

[設計實驗]

（2）由以上現象不一定是生成了一氧化碳導致，還可能是蠟燭燃燒產生的炭黑還原了灼熱的氧化銅；

同學們又在玻璃管中部放入棉花重新實驗，觀察到黑色的氧化銅再次變紅，由此確定蠟燭不充分燃燒有一氧化碳生成。

故填：蠟燭燃燒產生的炭黑還原了灼熱的氧化銅；棉花。

（1）在0～10s時，氧氣濃度無明顯變化的原因是蠟燭燃燒后，瓶內氧氣未充分混合均勻。

故填：蠟燭燃燒后，瓶內氧氣未充分混合均勻。

（2）根據圖象預測，蠟燭發生完全燃燒的時段為0～40s，理由：該時間段，氧氣含量較高，并且沒有生成一氧化碳。

故填：0～40s；該時間段，氧氣含量較高，并且沒有生成一氧化碳。

（3）結合本實驗記錄的數據可知，當氧氣濃度約低于33%時，蠟燭已發生不完全燃燒，在空氣中燃燒的蠟燭會發生不完全燃燒等。

故填：當氧氣濃度約低于33%時，蠟燭已發生不完全燃燒。