2023年9月21日，我国“天宫课堂”第四课成功授课。兴趣小组同学对航天员桂海潮演示的“蜡烛球形火焰实验”很好奇，于是一起开展如下探究。

1. 2023年9月21日，我国“天宫课堂”第四课成功授课。兴趣小组同学对航天员桂海潮演示的“蜡烛球形火焰实验”很好奇，于是一起开展如下探究。

(1) 任务一：对比蜡烛火焰各层温度的高低

同学们将一块打磨光亮的铁纱窗置于蜡烛火焰之中（如图所示），一段时间后观察到外焰处的铁纱窗出现红热的环，内焰及焰心处的铁纱窗无明显变化，由此说明。

(2) 任务二：探究蜡烛燃烧产生火焰的原因

蜡烛在氧气中燃烧有明亮的火焰，而铁丝在氧气中燃烧却没有火焰。

【查阅资料】

物质	熔点/℃	沸点/℃	燃烧时温度/℃
石蜡	50～70	300～550	约600
铁	1535	2750	约1800
钠	97.8	883	约1400

由上表可知，物质燃烧能否产生火焰与其（选填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠燃烧时，（选填“有”或“没有”）火焰产生。

(3) 任务三：球形火焰之谜

地面上蜡烛的火焰呈锥形，空间站中蜡烛的火焰形状却近似球形。请你找出导致这种差异的可能的原因是。

【考点】

蜡烛燃烧实验;

【答案】

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实验探究题困难

“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/ $\text{[math]}$	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/ $\text{[math]}$	0.2	0.5	0.7	0.9
燃烧时间/ $\text{[math]}$	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/ $\text{[math]}$	1	3	5	7
燃烧时间/ $\text{[math]}$	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。

（2）实验2-1的结论是。

（3）请你补全实验2-2的操作：。

【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 $\text{[math]}$ 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/ $\text{[math]}$	含氧量%			二氧化碳浓度/（mg⋅m^-3）
时间/ $\text{[math]}$	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

（6）请解释高的蜡烛先熄灭的原因。

实验探究题普通

2. 某课外兴趣小组为探究“蜡烛燃烧产物中含有哪些成分”，于是进行如下实验。

（查阅文献）蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡是由碳、氢元素组成。

（猜想与假设）蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。

（设计实验）

(1) 将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上方，发现烧杯内壁出现浑浊现象，证明有二氧化碳生成，其反应的化学方程式为。

(2) 另取一只冷而干燥的小烧杯罩在蜡烛火焰上方，观察到，证明有水生成。在实验中，小华观察到一个异常现象：小烧杯内壁上产生少量黑色物质。

（交流与讨论）同学们一致认为该黑色物质可能是石蜡不完全燃烧生成的，理由是，据此，他们猜想还可能产生一氧化碳。

为验证存在该气体，小组成员设计图1所示的实验。

(3) （设计实验）

①将玻璃管一段伸入蜡烛的焰心部分。

②用带有金属网罩的酒精灯加热另一端的氧化铜，一段时间后，观察到氧化铜由黑变红，证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。对此，小明提出质疑：由以上现象不一定是生成了一氧化碳导致，还可能是。

同学们又在玻璃管中部放入重新实验，观察到黑色的氧化铜再次变红，由此确定蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。

(4) 该兴趣小组欲利用数字化实验测定蜡烛发生不完全燃烧的产物，特设计如图2装置：收集含氧气50%的气体于钟罩内，将蜡烛点燃后放入钟罩，塞紧带有传感器的橡胶塞。实验过程中记录的相关数据如图3所示。请回答下列问题：

①在0～10s时，氧气浓度无明显变化的原因是。

②根据图象预测，蜡烛发生完全燃烧的时段为，结合图象说明理由。

③结合本实验记录的数据，写一条你的新认识。

实验探究题普通

3. 化学兴趣小组在对蜡烛及其燃烧的探究中为了探究蜡烛燃烧的产物做了如下实验，请根据提示填写下列表格．

探究目的	实验操作	实验现象	实验结论
探究蜡烛燃烧的产物	A在燃烧的蜡烛火焰上方罩一个干燥的烧杯	①	②
	B在燃烧蜡烛火焰上方罩个用澄清石灰水湿润内壁的烧杯	③	④
	C点燃刚熄灭蜡烛时产生的白烟	蜡烛重新燃烧	白烟是石蜡蒸汽，所以可以引燃后使蜡烛重新燃烧

(1) 【反思评价】请你针对上述操作C得出实验结论进行评价：⑤；

(2) 【归纳总结】做化学实验时，一般按照实验前、实验时、实验后的步骤进行观察，观察试剂时应重点关注试剂的⑥、⑦、⑧等在实验前后的变化，并思考为什么发生变化．

实验探究题普通