“对蜡烛及其燃烧的探究”是初中化学课程中的第一个探究实验,旨在让学生们对化学实验产生兴趣并培养他们的实验技能。为了进一步加深对蜡烛燃烧现象的理解,化学兴趣小组的同学进行了一系列更为深入的实验探究。
探究一:对密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素进行探究,装置如下图所示。
【进行实验
【实验1】6个集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体,分别用6支相同的蜡烛点燃后测定其燃烧时间,
氧气体积分数 | 10% | 20% | 40% | 60% | 80% | 100% |
燃烧时间/ | 0 | 12 | 26 | 35 | 30 | 25 |
现象 | 立即熄灭 | 安静燃烧 | 剧烈燃烧,烛芯长度变大,蜡烛高度变小 |
同学们对比氧气体积分数 60%∼100%的现象,发现氧气体积分数越大蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
【实验2-1】将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度、不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中燃烧的时间。
烛芯长度/ | 0.2 | 0.5 | 0.7 | 0.9 |
燃烧时间/ | 16.01 | 12.09 | 11.40 | 8.49 |
【实验2-2】将集气瓶中充满空气,测定______的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。
蜡烛高度/ | 1 | 3 | 5 | 7 |
燃烧时间/ | 17.58 | 10.28 | 8.99 | 7.84 |
【分析与结论】
(1)实验1的目的是探究对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
【反思与评价】
(4)甲同学认为实验2蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗,乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨,支持乙同学判断的证据是。
(5)实验1中,氧气体积分数大于之后,氧气体积分数增大,蜡烛燃烧时间变短。结合实验2分析其原因是。
探究二:在一圆柱形封闭的容器中,设置高、中、低三支高度不同的蜡烛(如下图所示),并用氧气传感器和二氧化碳传感器实时测量数据。将三支蜡烛同时点燃,经过一段时间后逐渐熄灭。熄灭的顺序为最高的蜡烛最先熄灭,中间次之,最低的蜡烛最后熄灭。测得数据如下表:
表1 不同高度蜡烛的熄灭时间
熄灭时间(高) | 熄灭时间(中) | 熄灭时间(低) | 熄灭顺序 |
106s | 164s | 199s | 高→中→低 |
表2 蜡烛熄灭时刻数据记录
时间/ | 含氧量% | 二氧化碳浓度/(mg⋅m-3) |
③ | ② | ① | ⑥ | ⑤ | ④ |
106 | 19.8 | 19.1 | 18.5 | 1940.2 | 2214.9 | 3056.5 |
164 | 18.9 | 17.7 | 17.1 | 1798.5 | 2002.3 | 2755.3 |
199 | 18.6 | 17.1 | 16.5 | 1771.9 | 1913.7 | 2666.7 |