Question

新年聯(lián)歡晚會上，老師給同學(xué)們表演了一個魔術(shù)：
大燒杯中盛有一只燃著的蠟燭和一團包有過氧化鈉的棉花，將一瓶二氧化碳倒入燒杯中，蠟燭慢慢的熄滅，然后棉花突然劇烈的燃燒起來．這出乎意料的現(xiàn)象引起了同學(xué)們的極大興趣，請參與同學(xué)們的討論和探究．
（1）蠟燭熄滅的根本原因是________．
提出問題：棉花為什么會燃燒呢？
推理：棉花燃燒所需要的條件是________．
猜想與假設(shè)：①可能是二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣
②可能是蠟燭燃燒引燃了棉花
③________．
實驗驗證：

驗證內(nèi)容	操作要點	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
猜想①	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入足量的過氧化鈉粉末，充分振蕩，并______________		猜想①成立
猜想②	___________________	無現(xiàn)象	猜想②不成立
猜想③	（根據(jù)你的猜想設(shè)計實驗驗證） ___________________	__________________	________________

Answer 1

與氧氣隔絕    與氧氣接觸，溫度達(dá)到著火點    可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花
分析：根據(jù)燃燒的三個條件：①可燃物、②與氧氣接觸、③溫度達(dá)到著火點．及滅火的原理，可以推斷出蠟燭熄滅的原因是因為CO₂的倒入，隔絕了氧氣的緣故．棉花的燃燒也需要這三個條件，因為棉花本身是可燃物，所以棉花的燃燒還需要另兩個條件．那么到底是哪個條件使棉花燃燒的呢？我們可以通過如下實驗來探究：①②兩個猜想都沒有涉及到溫度的問題，所以猜想③必然與溫度有關(guān)．
③可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花（滿足溫度的需要）
該如何設(shè)計這個探究實驗?zāi)兀?br />①的探究：向裝滿CO₂的集氣瓶中撒入足量的過氧化鈉粉末，充分震蕩，并檢驗是否產(chǎn)生氧氣．
②的猜想只是認(rèn)為是蠟燭點燃了棉花，與反應(yīng)是否放熱和是否生成氧氣無關(guān)．那么我們只需要做如甲圖所示的實驗，把棉花放置相當(dāng)長的一段時間后，看其是否燃燒．
③解決這個猜想，可以做如甲圖所示實驗，只需拿掉蠟燭就可以了，看還能不能燃燒．如果能燃燒，說明是反應(yīng)放熱使棉花燃燒的．
解答：（1）蠟燭熄滅的根本原因是燒杯中倒入二氧化碳后，與氧氣隔絕；
棉花燃燒所需要的條件是 與氧氣接觸，溫度達(dá)到著火點；
猜想與假設(shè)：③從過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)考慮：可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花
實驗驗證：猜想①中探究的是，是否生成氧氣．那么檢驗氧氣的方法就是：將帶火星的木條伸入集氣瓶中；看到現(xiàn)象：帶火星的木條復(fù)燃，說明反應(yīng)中生成了氧氣．故猜想①成立
猜想②取圖甲的燒杯所示裝置進(jìn)行實驗，點燃蠟燭，放置足夠長（比魔術(shù)所用時間更長）時間．時間足夠長，是為了保證達(dá)到蠟燭所能加熱的最高溫度．可以想象的出，棉花是不會燃燒的，因為蠟燭加熱的溫度是達(dá)不到棉花燃燒的著火點的．猜想③如甲圖所示實驗，拿掉蠟燭，看還能不能燃燒．或者向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入適量過氧化鈉，用手觸摸瓶壁，發(fā)現(xiàn)瓶壁溫度升高，說明反應(yīng)放熱，故猜想③成立．
故答案為：（1）與氧氣隔絕．
與氧氣接觸，溫度達(dá)到著火點．
③可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花．
實驗驗證：
驗證內(nèi)容操作要點實驗現(xiàn)象結(jié)論猜想①將帶火星的木條伸入集氣瓶中； 帶火星的木條復(fù)燃，說明反應(yīng)中生成了氧氣猜想①成立猜想② 取圖甲的燒杯所示裝置進(jìn)行實驗，點燃蠟燭，放置足夠長（比魔術(shù)所用時間更長）時間．無現(xiàn)象猜想②不成立猜想③向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入適量過氧化鈉用手觸摸瓶壁，發(fā)現(xiàn)瓶壁溫度升高，說明反應(yīng)放熱猜想成立
驗證內(nèi)容操作要點實驗現(xiàn)象結(jié)論猜想①向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入足量的過氧化鈉粉末，充分振蕩，并
______________ 猜想①成立猜想②
___________________無現(xiàn)象猜想②不成立猜想③（根據(jù)你的猜想設(shè)計實驗驗證）

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點評：本題的探究采用控制變量法．在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中，我們會發(fā)現(xiàn)，這種方法運用的很多，所以我們要熟練使用該方法．本題看似只是考查了燃燒的條件，實際上還考查了二氧化碳的性質(zhì)，如不支持燃燒、本身不可燃、密度比空氣大．也考查了氧氣的性質(zhì)及檢驗方法．