Question

甲、乙小組按圖1所示實驗探究蠟燭的燃燒產(chǎn)物，獲得了不同的實驗現(xiàn)象．

甲組：燒杯內(nèi)壁有無色液滴     乙組：燒杯內(nèi)壁有無色液滴，燒杯底部附著有黑色固體
【提出問題】同學(xué)們查閱教材實驗，得知無色液滴是水，但黑色固體是什么呢？
【猜想】同學(xué)們猜想黑色固體的主要成分是碳，其依據(jù)是

 

．
【實驗驗證】利用圖2所示裝置，甲、乙小組的同學(xué)分別設(shè)計了以下方案進行驗證．

	實驗操作	實驗現(xiàn)象
甲組	取少量該黑色固體于a中，通入空氣，點燃酒精燈加熱．	黑色固體燃燒，   ， b中溶液變渾濁．
乙組	取少量該黑色固體于a中，通入   ，點燃酒精燈加熱．	黑色固體劇烈燃燒，發(fā)出白光，b中溶液變渾濁．

【分析與結(jié)論】
（1）實驗結(jié)束時，停止通入氣體，后續(xù)實驗操作順序應(yīng)是（填字母序號）

 

．      
A．熄滅酒精燈，停止加熱  B．將試管b移走
（2）b中的實驗現(xiàn)象說明黑色固體燃燒生成了

 

，由此可推斷猜想正確，理由是

 

．
b中變渾濁的反應(yīng)符號表達式為

 

．
【反思】
（1）進一步實驗發(fā)現(xiàn)，罩在火焰上方的燒杯位置越低，產(chǎn)生黑色固體越多．
【查閱資料可知】
蠟燭+氧氣（足量）→二氧化碳+水；蠟燭+氧氣（少量）→一氧化碳+水；…
由此推測乙組實驗產(chǎn)生黑色固體的原因是

 

．
（2）甲、乙小組最終證明了蠟燭中一定含有

 

（填字母序號）．
A．碳、氫和氧三種元素       B．碳和氧兩種元素      C．碳和氫兩種元素
（3）等分子數(shù)的CO與CO₂中碳元素質(zhì)量比為

 

，等質(zhì)量的CO與CO₂分子數(shù)比為

 

．
（4）圖3可以制取、收集O₂、CO₂：（注意活塞K₁、K₂的使用）：
①驗證CO₂的操作：關(guān)閉

 

打開

 

，C中放

 

，D的作用是

 

；
②用Ⅱ圖收集O₂的操作是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,蠟燭燃燒實驗,二氧化碳的檢驗和驗滿,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變解答；
【實驗驗證]根據(jù)碳為黑色固體，在空氣和氧氣中燃燒的現(xiàn)象解答；
【分析與結(jié)論】
（1）根據(jù)實驗操作注意事項解答；
（2）根據(jù)二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁解答；
【反思】
（1）根據(jù)物質(zhì)燃燒的條件解答；
（2）根據(jù)量守恒定律解答；
（3）1個一氧化碳分子中含有1個碳原子，1個二氧化碳分子中含有1個碳原子，則分子數(shù)相等的CO和CO₂中所含碳原子的個數(shù)相等，據(jù)此進行分析判斷．設(shè)CO和CO₂的質(zhì)量均為mg，然后根據(jù)：化合物中某元素的質(zhì)量=化合物的質(zhì)量×化合物中該元素的質(zhì)量分數(shù)，分別算出CO和CO₂中碳元素的質(zhì)量，兩者相比即可得出結(jié)果．
（4）根據(jù)CO₂和H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸，具有酸性，能使試紙變色，所以可以通過CO₂和H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使試紙變色，來驗證二氧化碳的存在．根據(jù)排水法收集氣體的方法及氧氣的密度比水小分析解答用Ⅱ圖收集O₂的操作，即先將II中盛滿水，關(guān)閉K₁，打開K₂，排出原先裝置中的空氣；稍過一段時間，再關(guān)閉K₂，打開K₁，就可以收集到氧氣了．．

解答：解：
【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，猜想黑色固體的主要成分是碳；
【實驗驗證】碳為黑色固體，通入空氣，點燃酒精燈加熱，黑色固體燃燒，發(fā)出紅光，b中溶液變渾濁．
取少量該黑色固體于a中，通入氧氣，點燃酒精燈加熱，黑色固體劇烈燃燒，發(fā)出白光，b中溶液變渾濁．
【分析與結(jié)論】
（1）實驗結(jié)束時，停止通入氣體，后續(xù)實驗操作順序應(yīng)是將試管b移走，再熄滅酒精燈，停止加熱；
（2）b中溶液變渾濁，說明有二氧化碳生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，二氧化碳中的碳元素一定來源于黑色固體，故黑色固體為碳；b中變渾濁的反應(yīng)符號表達式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思】
（1）燒杯位置使氧氣的量減少，氧氣的量燒到一定程度時，蠟燭和氧氣反應(yīng)生成黑色固體碳；
（2）根據(jù)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，有水和二氧化碳生成，說明蠟燭中一定含有碳和氫兩種元素；
（3）1個一氧化碳分子中含有1個碳原子，1個二氧化碳分子中含有1個碳原子，則分子數(shù)相等的CO和CO₂中所含碳原子的個數(shù)相等，則分子數(shù)相等的CO和CO₂中，碳元素的質(zhì)量相等，故碳元素的質(zhì)量比為1：1；設(shè)CO和CO₂的質(zhì)量均為mg，CO和CO₂所含碳元素的質(zhì)量比為：（mg×

碳原子的相對原子質(zhì)量×碳原子的原子數(shù)

一氧化碳的相對分子質(zhì)量

×100%）：（mg×

碳原子的相對原子質(zhì)量×碳原子的原子數(shù)

二氧化碳的相對分子質(zhì)量

×100%）=

12

28

：

12

44

=44：28=11：7；
（4）①驗證CO₂和H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因為CO₂和H₂O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸，具有酸性，能使藍色石蕊試紙變紅色，所以可以通過藍色石蕊試紙變紅色驗證CO₂的存在，驗證CO₂的操作：關(guān)閉K₁，打開K₂，C中放濕潤的藍色石蕊試紙，D的作用是盛放氣體干燥劑干燥二氧化碳氣體．②用Ⅱ圖收集O₂的操作是：先將II中盛滿水，關(guān)閉K₁，打開K₂，排出原先裝置中的空氣；稍過一段時間，再關(guān)閉K₂，打開K₁，就可以收集到氧氣了．
．
故答案為：[猜想]根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，又因為碳為黑色固體；
[實驗驗證]發(fā)出紅光；氧氣；
[分析與結(jié)論]（1）B、A；
（2）二氧化碳；
化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，二氧化碳的碳元素一定來自黑色固體；
[反思]（1）燒杯位置降低使氧氣的量減少，氧氣的量少到一定程度時蠟燭和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生黑色固體碳；
（2）C；
（3）1：1；11：7；
（4）①K₁；K₂；濕潤的藍色石蕊試紙；盛放氣體干燥劑干燥二氧化碳氣體．②先將II中盛滿水，關(guān)閉K₁，打開K₂，排出原先裝置中的空氣；稍過一段時間，再關(guān)閉K₂，打開K₁．

點評：此題是對蠟燭燃燒實驗的考查，要求學(xué)生能根據(jù)實驗現(xiàn)象推出結(jié)論，也能根據(jù)實驗結(jié)論設(shè)計實驗步驟，并明確科學(xué)探究的一般過程．