蠟燭是生活中常見的物品,某化學(xué)興趣小組對(duì)蠟燭的燃燒和空氣中氧氣含量的測(cè)定進(jìn)行了一系列的探究,請(qǐng)你一起參與到美妙的探究之旅。
【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題1】點(diǎn)燃不同的蠟燭,發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰的明亮程度不一樣,是什么原因呢?
【作出猜想1】猜想一:蠟燭中可燃物的成分不一樣。
猜想二:
與蠟燭燭心棉線的粗細(xì)有關(guān)
與蠟燭燭心棉線的粗細(xì)有關(guān)
。
【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題2】同學(xué)們用蠟燭代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量,發(fā)現(xiàn)蠟燭熄滅后,回流到集氣瓶中的水遠(yuǎn)小于集氣瓶容積的
,是什么原因呢?
【作出猜想2】猜想一:蠟燭燃燒產(chǎn)生
二氧化碳
二氧化碳
氣體。
猜想二:蠟燭燃燒沒(méi)有消耗完氧氣。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為了驗(yàn)證猜想二,同學(xué)們將蠟燭點(diǎn)燃后用氧氣傳感器定量測(cè)定集氣瓶中的氧氣含量,數(shù)據(jù)如圖1所示。
【得出結(jié)論】此實(shí)驗(yàn)中空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)降低了
5.18
5.18
%,猜想二正確。
【反思與交流】(1)小組同學(xué)經(jīng)過(guò)討論認(rèn)為除了蠟燭自身的原因?qū)е禄亓鞯郊瘹馄恐械乃h(yuǎn)小于集氣瓶容積的
外,還可能是裝置或操作方面的原因,你認(rèn)為裝置方面的原因可能是
裝置漏氣
裝置漏氣
,操作方面的原因可能是
沒(méi)有冷卻至室溫就打開止水夾
沒(méi)有冷卻至室溫就打開止水夾
。
(2)你對(duì)氧氣含量最終維持在15.82%左右是怎么理解的?
當(dāng)裝置中的氧氣含量低到15.82%時(shí),紅磷就不能繼續(xù)燃燒而熄滅
當(dāng)裝置中的氧氣含量低到15.82%時(shí),紅磷就不能繼續(xù)燃燒而熄滅
附加分:若答對(duì)第(3)(4)(5)小題獎(jiǎng)勵(lì)3分,但化學(xué)總得分不超過(guò)40分。
【拓展探究】上述裝置(圖2)可用于測(cè)定空氣中氧氣的含量,其中與集氣瓶相連的壓強(qiáng)傳感器等電子設(shè)備能將集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)精確地記錄并保存下來(lái)。圖3、圖4是用該裝置測(cè)得的紅磷和木炭分別在集氣瓶中燃燒的壓強(qiáng)—時(shí)間關(guān)系圖(該裝置氣密性良好,P
0是集氣瓶?jī)?nèi)初始?xì)鈮?,P和P′分別是反應(yīng)結(jié)束后恢復(fù)到室溫時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)的氣壓)。
(3)反應(yīng)開始時(shí)集氣瓶中壓強(qiáng)瞬間變大的原因是:
紅磷、木炭燃燒放熱,導(dǎo)致氣體急劇膨脹
紅磷、木炭燃燒放熱,導(dǎo)致氣體急劇膨脹
。
(4)P=0.79P
0的原因是:
紅磷燃燒生成五氧化二磷固體,氧氣完全反應(yīng)后,氣壓減小了21%
紅磷燃燒生成五氧化二磷固體,氧氣完全反應(yīng)后,氣壓減小了21%
。
(5)P′=P
0的原因是:
木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,生成的二氧化碳體積和消耗的氧氣體積相等,氣壓不變
木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,生成的二氧化碳體積和消耗的氧氣體積相等,氣壓不變
。