Question

【题目】某化学研究小组对蜡烛（主要由碳、氢元素组成）燃烧进行了如下探究。

（1）设计图 1 所示实验，锥形瓶中发生反应的化学方程式为_____。请推测靠近三通管_____（填“上口”或“下 口”）的火柴火焰熄灭，理由是_____。

（2）某同学用大烧杯将高低 2 支燃烧的蜡烛罩住，观察到高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭。

（提出问题）导致高的蜡烛先熄灭的原因是什么？

（猜想与假设）

假设 1：可能是高蜡烛火焰附近的二氧化碳含量过大导致其先熄灭；

假设 2：可能是高蜡烛火焰附近的氧气浓度过低导致其先熄灭。

（设计实验）

甲同学按图 2 装置进行实验，点燃蜡烛，用大烧杯罩住。一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色。说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度_____（填“高”或“低”）。

（3）为进一步验证假设 1，乙同学收集 1 瓶含 20%氧气和 80%二氧化碳的气体，将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭，蜡烛点燃一段时间后慢慢熄灭，根据实验现象可知：假设 1_____（填“合理”或“不合理”）。

（4）丙同学使用传感器测得密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭后的过程中（80 s 时蜡烛熄灭），装置内氧气和二氧化碳含量的变化曲线如图 3 。 则可得蜡烛燃烧的条件是_____。

（5）结合已有知识和上述实验分析，乙同学实验中，蜡烛完全熄灭后瓶内含有的气体有_____。

Answer 1

【答案】 下口 二氧化碳密度比空气大且不支持燃烧 高 不合理 蜡烛燃烧时需要氧气的最低浓度不能低于16% 氧气、二氧化碳、水蒸气、一氧化碳

【解析】

（1）如图1所示，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为。二氧化碳密度比空气大且不支持燃烧，因此锥形瓶内导出的二氧化碳最先从下口排出，下口的火柴火焰熄灭。

（2）根据图2装置上部的滤纸条先褪色，可知此时二氧化碳先与上部滤纸条上的石灰水反应，说明高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的浓度高。

（3）根据题干信息“点燃的蜡烛在氧气含量为20%、二氧化碳含量为80%的气体中能够燃烧一段时间”，说明二氧化碳含量过大不至于导致蜡烛立即熄灭，因此假设1不合理。

（4）分析图3可知，80s时蜡烛熄灭，此时氧气含量为16%，可知蜡烛燃烧时需要氧气的最低浓度不能低于16%。

（5）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，因此蜡烛完全熄灭后瓶内含有反应生成的二氧化碳、水蒸气，因为蜡烛在氧气浓度为16%时熄灭，说明蜡烛完全熄灭后瓶内还含有部分剩余氧气，蜡烛熄灭前氧气含量已不足，此时蜡烛燃烧生成一氧化碳，可知蜡烛完全熄灭后还含有一氧化碳。