题目内容

11．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典，化学兴趣小组的同学们沿着大师的足迹，结合“蜡烛的燃烧”探究相关化学问题：
探究活动一 应用蜡烛燃烧探究空气的组成
在盛有澄清石灰水的水槽中固定一支小蜡烛，将其点燃后，用一支玻璃管（一端对口）迅速倒扣在燃着的蜡烛上（如图Ⅲ），请完成以下实验报告：
实验现象解释初步结论
（1）蜡烛逐渐熄灭，玻璃管内澄清石灰水变浑浊石灰水变浑浊的化学方程式Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O空气的组成不是单一的，原玻璃管内氧气的体积等于玻璃管内气体减小的体积
（2）玻璃管内的液面逐渐上升一段距离现象的文字说明由于玻璃罩内的氧气被消耗，产生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩内的压强变小，在外界大气压的作用下液面升高

【实验反思】兴趣小组为了进一步验证以上“初步结论”中“原玻璃管内氧气的体积等于玻璃管内气体减小的体积”是否准确，做了以下补充实验：蜡烛（足量）在密闭装置内（如图Ⅳ）燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化（如图Ⅴ），如图Ⅴ中可获得蜡烛燃烧过程与氧气含量变化的关系氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧
结合这一补充实验，分析以上“初步结论”中“原玻璃管内氧气的体积等于玻璃管内气体减小的体积”是否准确，并说明理由蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，而且还有氧气等气体
探究活动二 探究蜡烛在一定体积空气中燃烧时间的影响因素
【猜想与假设】在蜡烛足量的情况下，蜡烛在一定体积空气中燃烧，影响其燃烧时间长短的因素可能有：蜡烛的粗细、蜡烛的高度，蜡烛的质地…
【设计实验】设计一个实验探究：在一定体积空气中，影响蜡烛燃烧时间长短的一种因素（可以是以上因素，也可以是自己提出的因素），要求：设计主要的实验过程，体现所需测定的实验数据或所需观察的实验现象．
（3）您想探究的一种影响因素氧气的浓度
（4）实验设计的内容（实验用品自选）将两根同样的长度的蜡烛同时分别在空气和在纯氧气（氧气量充足）中燃烧，记录燃烧同样长度的蜡烛时所用的时间，氧气的浓度越高蜡烛燃烧所用的时间越短．

分析 （1）根据二氧化碳的性质：一般情况下，不燃烧也不支持燃烧；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊等解答；
（2）根据玻璃罩内的氧气被消耗，产生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩内的压强变小解答；
【实验反思】根据已有的知识结合图示进行分析，反应前氧气的体积分数是19.56%，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明开始时瓶内含有其他气体，氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧解答；
【设计实验】
运用探究实验的思路：提出问题、做出猜想或假设、设计实验验证猜想或假设、进行实验、得出结论的基本步骤再结合影响燃烧现象的因素：氧气的浓度、可燃物的状态等解答．

解答 解：蜡烛燃烧后有水和二氧化碳生成，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，由于玻璃罩内的氧气被消耗，产生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩内的压强变小，在外界大气压的作用下液面升高；该反应的化学方程式是Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O．
【实验反思】反应前氧气的体积分数是19.56%，说明蜡烛燃烧前装置内不只有氧气，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧；蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，而且还有氧气等气体．
【设计实验】
影响燃烧现象的因素包括可燃物的性质、与氧气的接触面积、氧气的浓度等等，再结合探究实验的基本步骤：做出猜想或假设、设计实验、进行实验、得出结论这些基本步骤进行探究．选择可能的一个因素进行探究，故（3）探究的一种影响因素氧气的浓度；
（4）将两根同样的长度的蜡烛同时分别在空气和在纯氧气（氧气量充足）中燃烧，记录燃烧同样长度的蜡烛时所用的时间，氧气的浓度越高蜡烛燃烧所用的时间越短．
答案：

实验现象解释初步结论
（1）蜡烛逐渐熄灭，玻璃管内澄清石灰水变浑浊石灰水变浑浊的化学方程式 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O空气的组成不是单一的，原玻璃管内氧气的体积等于玻璃管内气体减小的体积
（2）玻璃管内的液面逐渐上升一段距离现象的文字说明 由于玻璃罩内的氧气被消耗，产生的二氧化碳溶于水，使玻璃罩内的压强变小，在外界大气压的作用下液面升高
氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧   蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，而且还有氧气等气体
（3）氧气的浓度
（4）将两根同样的长度的蜡烛同时分别在空气和在纯氧气（氧气量充足）中燃烧，记录燃烧同样长度的蜡烛时所用的时间，氧气的浓度越高蜡烛燃烧所用的时间越短．

点评 熟练掌握蜡烛燃烧实验的相关知识及对白烟的认识，并能设计实验进行验证，从而学会探究问题的一般方法，解答时要细心考虑．

练习册系列答案
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2．生活中许多变化都能产生热量，下列放热现象主要是由物理变化引起的是（　　）
A．木炭燃烧放热B．生石灰与水混合放热
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19．化学学习中，对物质进行分类再学习，研究是一种重要的方法．请用物质的类别，化学式或用途完成下表．
类别 单质 氧化物
物质空气 H2CO3 
用途分离液态空气制氧气登山，潜水制取碳酸饮料 
6．碘是紫黑色晶体，可以溶解在汽油中，形成紫红色溶液．
（1）碘的汽油溶液中，溶质是碘．
（2）甲、乙、丙三个同学分别画出示意图，表示溶液中碘分子的分布（汽油分子没有画出）．根据你在实验中观察到的现象，甲（填“甲”“乙”或“丙”）的示意图符合溶液中溶质分散的实际情况．
16．金属材料在国防建设中起着量要的作用，图1为歼-15飞机在辽宁舰上起飞
（1）铝合金用于制造飞机的外壳，铝合金材质的主要优点是强度大、质量轻．
（2）改装前的辽宁舰舰身锈迹斑斑，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，工业生产中常用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；．

（3）为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强金属．小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图2的两个实验：
①实验一中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是与酸接触的面积不同．
②实验二中，若出现铁丝表面有红色物质折出现象，可证明铁的活动性强于铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．
3．氢氧化铝[Al（OH）3]受热易分解，产生水并吸收热量，故可用作阻燃剂；能与盐酸、NaOH溶液反应，是药物“复方胃舒平”的主要成分之一．实验室制备Al（OH）3方法为：Al2（SO4）3+6NH3•H2O═2Al（OH）3↓+3（NH4）2SO4，通常不选用NaOH．下列判断不正确的是（　　）
A．氢氧化铝的化学性质稳定
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D．实验室不用NaOH溶液制备Al（OH）3，因为NaOH会与Al（OH）3反应
20．将I6.0g含杂质25%的硫铁矿（主要成分是含有铁、硫两种元素的化合物），高温条件下与空气中的氧气充分反应（杂质不参与反应〕，只生成二氧化硫和8.0g氧化铁．
（1）硫铁矿主要成分的化学式为FeS2；
（2）计算溶解8.0g氧化铁需要20%的稀硫酸的质量；
（3）计算16.0g硫铁矿中含主要成分的质量和硫元素的质量．
1．某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液．实验结束后，化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一起参与．
【提出问题】废液中含有什么物质？
【交流表达】（1）小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜．他观察到的现象是溶液呈蓝色．
（2）小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是：铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁
【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸．
【实验验证】（1）小华测得废液的pH小于7，证明废液中含有硫酸．用pH试纸测定溶液pH的方法：把待测液滴在pH试纸上，与标准比色卡对照，可以知道溶液的酸碱度．
（2）小明取少量废液，向其中滴加氢氧化钠溶液，也得到了相同的结论．小明的实验现象是滴加一定量的氢氧化钠溶液后才出现沉淀．
通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸．
【拓展应用】（1）若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应向废液中加入过量的铁．写出该反应过程中的一个化学方程式Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．
（2）反应完全后，过滤，滤渣中物质为铁和铜，滤液中溶质为硫酸亚铁．

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