2.
某老师在实验室做了一个有趣的高低蜡烛实验:将二氧化碳气体慢慢倒入装有两支高低不同燃着蜡烛的烧杯中如图1所示,观察到低的蜡烛先熄灭。低的蜡烛先熄灭的原因是
。
接着该老师又做了另一个实验:将一个烧杯罩在两支高低不同的燃着的蜡烛上,如图2所示,观察到高的蜡烛先熄灭。高的蜡烛先熄灭的原因是什么呢?
【提出猜想】甲同学认为:可能是二氧化碳受热上升导致上部二氧化碳浓度过大。
【进行探究】
(1)甲同学针对自己的猜想设计了如下实验进行探究。
实验步骤 | 现象 | 结论 |
①在烧杯的顶部(a处)和底部(b处)分别开一个小孔,将装有澄清石灰水的注射器的针头从a处和b处伸入烧杯中如图3所示; ②拉动注射器的活塞抽取10mL气体,观察实验现象。 | (填“a”或“b”)处注射器内的澄清石灰水更浑浊 | 高的蜡烛先熄灭与CO2浓度过高有关。澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 |
(2)乙同学对甲同学的结论表示怀疑,他用集气瓶收集一瓶含80%CO2、20%O2的混合气体,将燃着的蜡烛伸入集气瓶中,观察到蜡烛能在混合气体中继续燃烧。然后他利用气体浓度传感器测量烧杯内两支蜡烛从点燃前到全部熄灭后,烧杯处二氧化碳的浓度变化,测量结果如图4所示,根据测量结果你能获得的结论是。该同学还观察到高低蜡烛熄灭后的烧杯内壁附着有黑色固体,经检验为炭黑,猜想可能是蜡烛不充分燃烧产生,所以他认为高的蜡烛先熄灭可能与氧气的浓度有关。
【继续探究】乙同学继续利用气体浓度传感器测量烧杯内两支蜡烛从点燃前到全部熄灭后,烧杯a处和b处氧气的浓度变化如图5所示,以证明自己的猜想。
(3)根据图6的测量结果可知,熄灭时a处氧气浓度的确低于b处,乙同学从而证实了自己的猜想。同时他还发现在两支蜡烛完全熄灭后一段时间,烧杯a处和b处的氧气浓度逐渐相等,其原因可能是。
【实验结论的应用】老师告诉同学们,上述实验探究的结果在生活中也能被应用到,例如在火灾逃生中,需要弯腰或者匍匐逃离火场。