Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室做探究實驗。如圖所示，他們將一只燒杯罩在兩支燃著的高低不同的蠟燭上，發現總是高的蠟燭先滅，他們進行了探究。

（查詢資料）1.空氣的成份按體積計算，大約是：氮氣78%，氧氣21%，二氧化碳0.03%。2.石灰水能使無色酚酞變紅色，碳酸鈣不能使無色酚酞變紅色。

（提出問題）為什么高的蠟燭先滅？

（猜想假設）猜想1：高的先滅是因為_____。

猜想2：高的先滅是因為上部的氧氣被消耗。

（實驗驗證一）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，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（如圖）	上面的酚酞溶液先褪色，下面的后褪色	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：_____

小紅卻對小明的結論表示懷疑，她收集一瓶80%二氧化碳與20%氧氣的混合氣體，小紅將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體中，發現_____，從而證明小明的結論不正確。

（實驗驗證二）為了驗證猜想2，小紅利用手持技術實驗，用氧氣、二氧化碳傳感器在測量燒杯內兩支蠟燭從點燃到全部熄滅后，杯內氧氣和二氧化碳的濃度變化，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。燃燒前后氧氣濃度變化如圖所示。

（實驗結論）_____。

（反思評價）根據圖中曲線（裝置內氧氣濃度）變化分析，在_____（填“A、B、C、D”）點時蠟燭全部熄滅；請解釋曲線AB段、BC段、CD段變化原因。

AB段_____；BC段_____；CD段_____。

Answer 1

【答案】蠟燭燃燒產生熱的二氧化碳氣體，密度小聚集在上面 蠟燭持續燃燒一段時間 蠟燭熄滅是由氧氣含量低導致的 D 蠟燭燃燒，導致上面氧氣含量降低至上面蠟燭熄滅 上面氣體冷卻，密度增大而下降，下面含氧量高的氣體上升 下面蠟燭持續燃燒導致裝置內氧氣含量逐漸下降，至下面蠟燭熄滅

【解析】

探究將一只燒杯罩在兩支燃著的高低不同的蠟燭上，高的蠟燭先滅的原因。

提出問題：為什么高的蠟燭先滅？

猜想假設：

猜想1：高的先滅是因為蠟燭燃燒產生熱的二氧化碳氣體，密度小聚集在上面，高處的二氧化碳濃度較高。

猜想2：高的先滅是因為上部的氧氣被消耗。

實驗驗證一，小明同學的實驗：

步驟：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，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

現象：上面的酚酞溶液先褪色，下面的后褪色

結論：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。該實驗過程中二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，氫氧化鈣消耗，溶液不再呈堿性，紅色試紙變成無色。反應的化學方程式為。

小紅卻對小明的結論表示懷疑，她收集一瓶80%二氧化碳與20%氧氣的混合氣體，小紅將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體中，發現蠟燭持續燃燒一段時間，從而證明小明的結論不正確。

實驗驗證二：

根據題干中小紅同學的實驗設計和實驗數據的記錄進行分析，則有：

實驗結論：蠟燭熄滅是由氧氣含量低導致的。

反思評價：

根據圖中曲線（裝置內氧氣濃度）變化分析，在D點時蠟燭全部熄滅；

圖中曲線AB段、BC段、CD段變化原因分別為：

AB段：蠟燭燃燒，導致上面氧氣含量降低至上面蠟燭熄滅；

BC段：上面氣體冷卻，密度增大而下降，下面含氧量高的氣體上升；

CD段：下面蠟燭持續燃燒導致裝置內氧氣含量逐漸下降，至下面蠟燭熄滅。