Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室做課外探究實(shí)驗(yàn)。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(fā)現(xiàn)總是高的蠟燭先熄滅，請(qǐng)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(shè)]猜想1:__________________。

猜想2:上部的氧氣被消耗。

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1]為了驗(yàn)證猜想1是否正確，小明同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

步驟	現(xiàn)象	結(jié)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(diǎn)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(guān)。涉及到的化學(xué)方程式是______________

[實(shí)驗(yàn)分析]小紅對(duì)小明的結(jié)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(fā)現(xiàn)____________，從而證明小明的結(jié)論不正確。

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2]為了驗(yàn)證猜想2，小紅利用手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)，用氧氣、二氧化碳傳感器在燒杯頂部測(cè)量燒杯內(nèi)兩支蠟燭從點(diǎn)燃到全部熄滅后，燒杯內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)論]____________________________________________。

[反思評(píng)價(jià)]根據(jù)圖2中上面一條曲線(裝置內(nèi)氧氣濃度)變化分析，在__________(填 “A”“B”“C”或“D” )點(diǎn)時(shí)蠟燭全部熄滅；請(qǐng)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(dǎo)致氧氣濃度越來越低，到B點(diǎn)時(shí)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(diǎn)，下部氧氣全部趕到上部，此時(shí)氧氣濃度達(dá)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(diǎn)氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅

【解析】

[猜想假設(shè)]

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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(diǎn)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(guān)。涉及到的化學(xué)方程式是。

[實(shí)驗(yàn)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(fā)現(xiàn)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(jié)論不正確。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]

由手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(jié)論猜想2成立。

[反思評(píng)價(jià)]

蠟燭燃燒消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，氧氣的濃度不斷改變，蠟燭全部熄滅，反應(yīng)停止，氧氣和二氧化碳濃度趨向平穩(wěn)，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(dǎo)致氧氣濃度越來越低，到B點(diǎn)時(shí)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(diǎn)，下部氧氣全部趕到上部，此時(shí)氧氣濃度達(dá)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(diǎn)氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅。