Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室做課外探究實驗。如圖所示，他們將一只燒杯罩在2支燃著的高低不同的蠟燭上，發現總是高的蠟燭先熄滅，請你隨他們一起探究。

[提出問題]為什么高的蠟燭先熄滅?

[猜想假設]猜想1:__________________。

猜想2:上部的氧氣被消耗。

[實驗驗證1]為了驗證猜想1是否正確，小明同學進行了如下實驗:

步驟	現象	結論
將浸有澄清石灰水的濾紙分別放在燒杯的頂部和底部，在濾紙上滴加酚酞溶液，變色后，用燒杯罩住點燃的高低蠟燭，觀察高低濾紙褪色順序。	____________________	燒杯上層二氧化碳濃度較高，高蠟燭先熄滅與二氧化碳濃度過高有關。涉及到的化學方程式是______________

[實驗分析]小紅對小明的結論表示懷疑，她用如圖1裝置收集一瓶80%二氧化碳與20%氧氣的混合氣體，最右邊的儀器名稱是____________；將燃著的短蠟燭自上而下緩慢伸入收集的混合氣體瓶中，發現____________，從而證明小明的結論不正確。

[實驗驗證2]為了驗證猜想2，小紅利用手持技術實驗，用氧氣、二氧化碳傳感器在燒杯頂部測量燒杯內兩支蠟燭從點燃到全部熄滅后，燒杯內氧氣和二氧化碳的濃度變化，如圖2所示。剩余氧氣濃度15. 65%，二氧化碳濃度1. 898%。二氧化碳濃度增大不多，而氧氣濃度明顯下降。

[實驗結論]____________________________________________。

[反思評價]根據圖2中上面一條曲線(裝置內氧氣濃度)變化分析，在__________(填 “A”“B”“C”或“D” )點時蠟燭全部熄滅；請解釋曲線AB段、BC段、CD段變化的原因。

AB段:_______________________________。

BC段:_______________________________。

CD段:_______________________________。

Answer 1

【答案】上層的二氧化碳濃度高 上層濾紙先褪色 量筒 蠟燭在裝置上部劇烈燃燒，在下部很快熄滅 猜想2成立 D 上部蠟燭燃燒導致氧氣濃度越來越低，到B點時剛好濃度不足，上部蠟燭熄滅 二氧化碳密度比空氣大，上部二氧化碳逐漸下沉，再加上下部蠟燭燃燒生成新的二氧化碳，把氧氣擠到上部，所以氧氣濃度越來越大，直到C點，下部氧氣全部趕到上部，此時氧氣濃度達到階段最大 下部蠟燭不斷燃燒，不斷消耗上部氧氣，所以氧氣濃度越來越低，直到D點氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅

【解析】

[猜想假設]

上層蠟燭熄滅，原因可能是沒有與氧氣接觸，所以猜想1: 上層的二氧化碳濃度高。

[實驗驗證1]

將浸有澄清石灰水的濾紙分別放在燒杯的頂部和底部，在濾紙上滴加酚酞溶液，變色后，用燒杯罩住點燃的高低蠟燭，觀察到上層濾紙先褪色，說明燒杯上層二氧化碳濃度較高，高蠟燭先熄滅與二氧化碳濃度過高有關。涉及到的化學方程式是。

[實驗分析]

用如圖1裝置收集一瓶80%二氧化碳與20%氧氣的混合氣體，最右邊的儀器名稱是量筒；將燃著的短蠟燭自上而下緩慢伸入收集的混合氣體瓶中，發現蠟燭在裝置上部劇烈燃燒，在下部很快熄滅，從而證明小明的結論不正確。

[實驗結論]

由手持技術實驗數據分析，燒杯頂部二氧化碳濃度增大不多，而氧氣濃度明顯下降。原因是氧氣被消耗，所以得出結論猜想2成立。

[反思評價]

蠟燭燃燒消耗氧氣，產生二氧化碳，氧氣的濃度不斷改變，蠟燭全部熄滅，反應停止，氧氣和二氧化碳濃度趨向平穩，故選D。

曲線AB段、BC段、CD段變化的原因分別是：

AB段:上部蠟燭燃燒導致氧氣濃度越來越低，到B點時剛好濃度不足，上部蠟燭熄滅。

BC段:二氧化碳密度比空氣大，上部二氧化碳逐漸下沉，再加上下部蠟燭燃燒生成新的二氧化碳，把氧氣擠到上部，所以氧氣濃度越來越大，直到C點，下部氧氣全部趕到上部，此時氧氣濃度達到階段最大。

CD段: 下部蠟燭不斷燃燒，不斷消耗上部氧氣，所以氧氣濃度越來越低，直到D點氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅。