Question

33、新年联欢晚会上，老师给同学们表演了一个魔术：
大烧杯中盛有一只燃着的蜡烛和一团包有过氧化钠的棉花，将一瓶二氧化碳倒入烧杯中，蜡烛慢慢的熄灭，然后棉花突然剧烈的燃烧起来．这出乎意料的现象引起了同学们的极大兴趣，请参与同学们的讨论和探究．
（1）蜡烛熄灭的根本原因是

与氧气隔绝

．
提出问题：棉花为什么会燃烧呢？
推理：棉花燃烧所需要的条件是

与氧气接触，温度达到着火点

．
猜想与假设：①可能是二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气
②可能是蜡烛燃烧引燃了棉花
③

可能是过氧化钠与二氧化碳反应放出热量，引燃了棉花

．
实验验证：

Answer 1

分析：根据燃烧的三个条件：①可燃物、②与氧气接触、③温度达到着火点．及灭火的原理，可以推断出蜡烛熄灭的原因是因为CO₂的倒入，隔绝了氧气的缘故．棉花的燃烧也需要这三个条件，因为棉花本身是可燃物，所以棉花的燃烧还需要另两个条件．那么到底是哪个条件使棉花燃烧的呢？我们可以通过如下实验来探究：①②两个猜想都没有涉及到温度的问题，所以猜想③必然与温度有关．
③可能是过氧化钠与二氧化碳反应放出热量，引燃了棉花（满足温度的需要）
该如何设计这个探究实验呢？
①的探究：向装满CO₂的集气瓶中撒入足量的过氧化钠粉末，充分震荡，并检验是否产生氧气．
②的猜想只是认为是蜡烛点燃了棉花，与反应是否放热和是否生成氧气无关．那么我们只需要做如甲图所示的实验，把棉花放置相当长的一段时间后，看其是否燃烧．
③解决这个猜想，可以做如甲图所示实验，只需拿掉蜡烛就可以了，看还能不能燃烧．如果能燃烧，说明是反应放热使棉花燃烧的．

解答：解：（1）蜡烛熄灭的根本原因是烧杯中倒入二氧化碳后，与氧气隔绝；
棉花燃烧所需要的条件是 与氧气接触，温度达到着火点；
猜想与假设：③从过氧化钠和二氧化碳反应考虑：可能是过氧化钠与二氧化碳反应放出热量，引燃了棉花
实验验证：猜想①中探究的是，是否生成氧气．那么检验氧气的方法就是：将带火星的木条伸入集气瓶中；看到现象：带火星的木条复燃，说明反应中生成了氧气．故猜想①成立
猜想②取图甲的烧杯所示装置进行实验，点燃蜡烛，放置足够长（比魔术所用时间更长）时间．时间足够长，是为了保证达到蜡烛所能加热的最高温度．可以想象的出，棉花是不会燃烧的，因为蜡烛加热的温度是达不到棉花燃烧的着火点的．猜想③如甲图所示实验，拿掉蜡烛，看还能不能燃烧．或者向盛满二氧化碳的集气瓶中撒入适量过氧化钠，用手触摸瓶壁，发现瓶壁温度升高，说明反应放热，故猜想③成立．
故答案为：（1）与氧气隔绝．
与氧气接触，温度达到着火点．
③可能是过氧化钠与二氧化碳反应放出热量，引燃了棉花．
实验验证：

验证内容	操作要点	实验现象	结论
猜想①	将带火星的木条伸入集气瓶中；	带火星的木条复燃，说明反应中生成了氧气	猜想①成立
猜想②	取图甲的烧杯所示装置进行实验，点燃蜡烛，放置足够长（比魔术所用时间更长）时间．	无现象	猜想②不成立
猜想③	向盛满二氧化碳的集气瓶中撒入适量过氧化钠	用手触摸瓶壁，发现瓶壁温度升高，说明反应放热	猜想成立

验证内容	操作要点	实验现象	结论
猜想①	向盛满二氧化碳的集气瓶中撒入足量的过氧化钠粉末，充分振荡，并 ______________		猜想①成立
猜想②	___________________	无现象	猜想②不成立
猜想③	（根据你的猜想设计实验验证）   ___________________	__________________	________________

点评：本题的探究采用控制变量法．在化学学科的学习中，我们会发现，这种方法运用的很多，所以我们要熟练使用该方法．本题看似只是考查了燃烧的条件，实际上还考查了二氧化碳的性质，如不支持燃烧、本身不可燃、密度比空气大．也考查了氧气的性质及检验方法．