【題目】某;瘜W興趣小組同學將一只燒杯罩在2支高低不同的燃著的蠟燭上(如圖1所示),發(fā)現(xiàn)總是高的蠟燭先熄滅。請你同他們一起進行探究。

(提出問題)為什么高的蠟燭先熄滅?

(猜想假設)猜想1:高的蠟燭先滅是因為上部的二氧化碳濃度高;猜想2:高的蠟燭先滅是因為上部的氧氣先被消耗。

(實驗探究1)為了驗證猜想1是否成立,冰冰同學進行了如下實驗:

實驗步驟

實驗現(xiàn)象

實驗結論

將浸有澄清石灰水的濾紙條分別放在燒杯的頂部和底部,在濾紙條上滴加酚酞,變色后,用燒杯罩住點燃的高低蠟燭,觀察高低濾紙條褪色順序(實驗裝置如圖甲所示)

_________

猜想1成立,該實驗涉及的反應的化學方程式為_________

明明對冰冰的結論表示懷疑,他用圖乙裝置收集一瓶80%二氧化碳和20%氧氣的混合氣體,然后將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體瓶中,發(fā)現(xiàn)_________,從而證明冰冰的結論不正確。

(實驗探究2)明明為了驗證猜想2,他利用手持技術實驗,用O2、CO2傳感器在燒杯頂部測量杯內兩支蠟燭從點燃到全部熄滅后,杯內O2CO2的濃度變化,如圖丙所示,圖中______(填上方下方)的曲線表示CO2濃度的變化。反應后剩余氧氣濃度為15.65%,二氧化碳濃度為1.898%,氧氣濃度明顯下降,二氧化碳濃度卻增大不多。

(實驗結論)___________。

(反思評價)根據(jù)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”“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:_________

【答案】上層濾紙條先褪色,下層濾紙條后褪色 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 蠟燭在瓶上部劇烈燃燒,在瓶下部很快熄滅 下方 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。(其他合理答案均給分)

【解析】

[實驗探究1]根據(jù)實驗結論,可推測出實驗現(xiàn)象

實驗步驟

實驗現(xiàn)象

實驗結論

將浸有澄清石灰水的濾紙條分別放在燒杯的頂部和底部,在濾紙條上滴加酚酞,變色后,用燒杯罩住點燃的高低蠟燭,觀察高低濾紙條褪色順序(實驗裝置如圖甲所示)

上層濾紙條先褪色,下層濾紙條后褪色

猜想1成立,該實驗涉及的反應的化學方程式為Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

若冰冰的結論不正確,那么將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體瓶中,會觀察到蠟燭在瓶上部劇烈燃燒,在瓶下部很快熄滅。

[實驗探究2]由于蠟燭燃燒會消耗氧氣,生成二氧化碳,杯內CO2的濃度變化應先為變大趨勢,則下方的曲線表示CO2濃度的變化。

[實驗結論] 猜想2成立。

[反思評價]在D點時蠟燭全部熄滅,其原因是:

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。

練習冊系列答案
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反應前

反應后

實驗數(shù)據(jù)

燒杯和稀鹽酸的質量

石灰石樣品的質量

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150g

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