Question

5．一种奇妙的蜡烛，点燃后怎么吹也吹不灭，它看上去和普通蜡烛一样，究竟是什么原因能让蜡烛持续燃烧呢？
【查阅资料】普通蜡烛右石蜡和烛芯制成，吹不灭的蜡烛是在烛芯上包裹一层一种金属与少量稀土元素形成的合金粉末，着火点为150℃，蜡烛燃烧时，烛芯里的金属不燃烧；蜡烛一熄灭，末降温的金属就燃烧起来，从而再将蜡烛引燃．
【思考与解释】蜡烛燃烧时，烛芯里的金属为什么不燃烧？蜡烛烛芯被石蜡蒸汽包围着，缺少氧气，里面的金属难以燃烧．
【实验探究】小莺通过查阅资料已知吹不灭的蜡烛烛芯内的金属可能是铜、铁、镁或铝中的一种，为确定该金属成分，请你与他继续探究并完成下列问题．（注：不考虑粉末中稀土元素对探究金属性质的影响）
（1）提出问题：蜡烛芯内的金属究竟是什么？
（2）猜想与假设：猜想一：蜡烛芯内的金属是铜；猜想二：蜡烛芯内的金属是铁；
               猜想三：蜡烛芯内的金属是镁；猜想四：蜡烛芯内的金属是铝．
（3）实验验证：

实验	操作步骤	现象	结论
Ⅰ	取出烛芯内的打火石，用砂纸打磨	金属是银白色	该金属一定不是铜
Ⅱ	取少量打磨后的打火石于小试管中，滴加适量稀硫酸，观察现象	金属逐渐溶解，有无色气体产生，溶液为无色	该金属一定不是铁
Ⅲ	取少量打磨后的打火石于小试管中，加入适量的氯化铜溶液，观察现象	有红色物质析出	该金属可能是镁

a．请写出实验Ⅲ中的化学反应方程式Mg+CuSO₄=MgSO₄+Cu或2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
b．仅实验Ⅲ中的现象不能证明该金属一定是镁，请说明理由铝也能与硫酸铜溶液反应，也有红色固体析出．
（4）讨论交流：正确填写以下内容你将获得奖励分4分．如图是小莺利用数字实验测定的金属与酸反应时装置中压强的变化曲线．请你回答以下问题：

①图一中为什么铝条与酸反应开始一段时间压强变化不大？铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝薄膜起到保护作用
②从图一、图二的曲线中找出一条有意义的信息：金属与酸反应时，先要打磨掉表面的氧化膜．

Answer 1

分析 【思考与解释】根据燃烧的条件进行分析；
【实验探究】（2）根据蜡烛烛芯内的金属可能是铜、铁、镁或铝中的一种分析；
（3）根据金属铜是紫红色金属，氯化亚铁的溶液是浅绿色的事实进行分析；
根据金属活动性顺序进行分析；
根据铝和硫酸铜反应也会生成铜进行分析；
（4）①铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝薄膜起到保护作用；
②金属与酸反应时，先要打磨掉表面的氧化膜．

解答 解：【思考与解释】利用燃烧的条件可知灯芯金属不燃烧是因为蜡蒸气起到了隔绝空气的作用；
【实验探究】（2）根据蜡烛烛芯内的金属可能是铜、铁、镁或铝中的一种，故猜想四：蜡烛芯内的金属是铝；
（3）打火石是银白色，而铜是紫红色的，所以该金属一定不是铜；根据氯化亚铁的溶液是浅绿色的事实分析可知：取灯芯加入盐酸如果生成无色的溶液则说明有没有铁存在；
金属与盐溶液反应的规律是活动性强的金属可以从盐溶液中置换出活动性比它弱的金属分析可知：实验3中可能会发生Mg+CuSO₄=MgSO₄+Cu 或 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu，由于镁、铝、铜三种金属中铜的活动性最弱，所以镁与铝都可以置换出硫酸铜中的铜，因此不能证明该金属一定是镁也可能是铝；
（4）①铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝薄膜起到保护作用，铝条与酸反应开始一段时间压强变化不大；
②金属与酸反应时，先要打磨掉表面的氧化膜．
故答案为：【思考与解释】蜡烛烛芯被石蜡蒸汽包围着，缺少氧气，里面的金属难以燃烧；
【实验探究】（2）蜡烛芯内的金属是铝；
（3）该金属一定不是铜；
该金属一定不是铁；
Mg+CuSO₄=MgSO4+Cu 或 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
铝也能与硫酸铜溶液反应，也有红色固体析出；
（4）①铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝薄膜起到保护作用；
②金属与酸反应时，先要打磨掉表面的氧化膜．

点评 本题是一道实验探究题，解题的关键是结合所学知识对个过程进行分析，从而设计正确的方法从而得到相应的结论．