Question

【題目】某校化學興趣小組同學將一只燒杯罩在2支高低不同的燃著的蠟燭上（如圖1所示），發(fā)現(xiàn)總是高的蠟燭先熄滅。請你同他們一起進行探究。

（提出問題）為什么高的蠟燭先熄滅？

（猜想假設(shè)）猜想1：高的蠟燭先滅是因為上部的二氧化碳濃度高；猜想2：高的蠟燭先滅是因為上部的氧氣先被消耗。

（實驗探究1）為了驗證猜想1是否成立，冰冰同學進行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將浸有澄清石灰水的濾紙條分別放在燒杯的頂部和底部，在濾紙條上滴加酚酞，變色后，用燒杯罩住點燃的高低蠟燭，觀察高低濾紙條褪色順序（實驗裝置如圖甲所示）	_________	猜想1成立，該實驗涉及的反應(yīng)的化學方程式為_________

明明對冰冰的結(jié)論表示懷疑，他用圖乙裝置收集一瓶80%二氧化碳和20%氧氣的混合氣體，然后將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體瓶中，發(fā)現(xiàn)_________，從而證明冰冰的結(jié)論不正確。

（實驗探究2）明明為了驗證猜想2，他利用手持技術(shù)實驗，用O2、CO2傳感器在燒杯頂部測量杯內(nèi)兩支蠟燭從點燃到全部熄滅后，杯內(nèi)O2和CO2的濃度變化，如圖丙所示，圖中______（填“上方”或“下方”）的曲線表示CO2濃度的變化。反應(yīng)后剩余氧氣濃度為15.65%，二氧化碳濃度為1.898%，氧氣濃度明顯下降，二氧化碳濃度卻增大不多。

（實驗結(jié)論）___________。

（反思評價）根據(jù)圖2中上面一條曲線（裝置內(nèi)氧氣濃度）變化分析，在________（填“A”“B”“C”或“D”）點時蠟燭全部熄滅：請解釋曲線AB段、BC段、CD段變化的原因。

AB段：_____________；BC段：___________；CD段：_________

Answer 1

【答案】上層濾紙條先褪色，下層濾紙條后褪色 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 蠟燭在瓶上部劇烈燃燒，在瓶下部很快熄滅 下方 猜想2成立 D 上部蠟燭燃燒導致氧氣濃度越來越低，到B點時剛好濃度不足，上部蠟燭熄滅 二氧化碳密度比空氣大，上部二氧化碳逐漸下沉，再加上下部蠟燭燃燒生成新的二氧化碳，把氧氣擠到上部，所以氧氣濃度越來越大，直到C點，下部氧氣全部趕到上部，此時氧氣濃度達到階段最大； 下部蠟燭不斷燃燒，不斷消耗上部氧氣，所以氧氣濃度越來越低，直到D點氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅。（其他合理答案均給分）

【解析】

[實驗探究1]根據(jù)實驗結(jié)論，可推測出實驗現(xiàn)象

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將浸有澄清石灰水的濾紙條分別放在燒杯的頂部和底部，在濾紙條上滴加酚酞，變色后，用燒杯罩住點燃的高低蠟燭，觀察高低濾紙條褪色順序（實驗裝置如圖甲所示）	上層濾紙條先褪色，下層濾紙條后褪色	猜想1成立，該實驗涉及的反應(yīng)的化學方程式為Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

若冰冰的結(jié)論不正確，那么將燃著的蠟燭伸入收集的混合氣體瓶中，會觀察到蠟燭在瓶上部劇烈燃燒，在瓶下部很快熄滅。

[實驗探究2]由于蠟燭燃燒會消耗氧氣，生成二氧化碳，杯內(nèi)CO2的濃度變化應(yīng)先為變大趨勢，則下方的曲線表示CO2濃度的變化。

[實驗結(jié)論] 猜想2成立。

[反思評價]在D點時蠟燭全部熄滅，其原因是：

AB段：上部蠟燭燃燒導致氧氣濃度越來越低，到B點時剛好濃度不足，上部蠟燭熄滅；BC段：二氧化碳密度比空氣大，上部二氧化碳逐漸下沉，再加上下部蠟燭燃燒生成新的二氧化碳，把氧氣擠到上部，所以氧氣濃度越來越大，直到C點，下部氧氣全部趕到上部，此時氧氣濃度達到階段最大；CD段：下部蠟燭不斷燃燒，不斷消耗上部氧氣，所以氧氣濃度越來越低，直到D點氧氣濃度不足以支持蠟燭燃燒，蠟燭熄滅。