20.
某化學興趣小組的同學對蠟燭的燃燒和空氣中氧氣含量的測定進行了一系列的探究,請你參與并回答下列問題.
【發(fā)現(xiàn)問題1】點燃蠟燭,發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰的明亮程度不一樣,是什么原因所致呢?
【猜想與假設(shè)1】猜想①:蠟燭中可燃物成分不一樣;
猜想②:蠟燭燭心棉線長短不同.
【發(fā)現(xiàn)問題2】同學們用蠟燭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量,發(fā)現(xiàn)蠟燭熄滅后,回流到集氣瓶中的水遠小于瓶容積的$\frac{1}{5}$.是什么原因所致呢?
【猜想與假設(shè)2】猜想①:蠟燭燃燒產(chǎn)生CO
2氣體;
猜想②:裝置漏氣;
猜想③:沒有冷卻至室溫.
【實驗驗證】將蠟燭點燃后用氧氣傳感器定量測定瓶中的氧氣含量.數(shù)據(jù)如圖1.
【得出結(jié)論】此實驗中空氣中氧氣體積分數(shù)降低了5.18%.
【拓展探究】
(1)某同學用氧氣傳感器定量測定密閉條件下足量紅磷燃燒時氧氣的含量變化,如圖2,在110秒時氧氣的含量有所上升,接著再慢慢下降,最終維持在8.85%左右.請你試著解釋圖象變化的可能原因是:
①紅磷燃燒放出熱量使得氧氣體積膨脹;
②裝置漏氣,空氣進入裝置.
你對氧氣含量最終維持在 8.85%左右是怎么理解的?當裝置的氧氣含量低到8.85%時,紅磷就不能繼續(xù)燃燒而熄滅,所以氧氣的含量最終維持在8.85%左右.
(2)圖3所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量,其中與集氣瓶相連的壓強傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶內(nèi)氣體壓強精確地記錄并保持下來.圖4、圖5是用該裝置測得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強-時間關(guān)系圖(該裝置氣密性好,p
0是集氣瓶內(nèi)初始氣壓,p和p′分別是反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)到室溫時集氣瓶內(nèi)的氣壓)
①反應(yīng)開始時集氣瓶中壓強瞬間變大的原因是:燃燒放熱,壓強增大.
②p=0.79p
0,p′=p
0,請解釋這一現(xiàn)象的原因:紅磷燃燒消耗氧氣,壓強減;由于碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,雖然都消耗了氧氣,但又生成了氣體,裝置內(nèi)氣體壓強保持不變.