Question

化学兴趣小组的小明、小刚、小军等三位同学对蜡烛（主要成分是石蜡）燃烧进行了如下探究：

探究一：蜡烛火焰哪一部分温度最高．
小明同学点燃一支蜡烛，仔细观察蜡烛火焰的分层情况后，取出一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中（如图1），1～2s后取出，观察火柴梗碳化情况．
【观察与思考】
（1）发现火柴梗的

 

（填“a”、“b”或“c”）处最先碳化．
【反思与结论】
（2）实验结论：

 

的温度最高．这层火焰温度最高的原因是

 

．
探究二：探究石蜡的成分．
小刚同学点燃的一支蜡烛并在火焰上方罩一个冷而干燥烧杯（如图2），观察到烧杯内壁出现水珠，然后将烧杯迅速倒转过来，通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊．
【分析与结论】根据上述实验现象说明蜡烛燃烧生成了

 

，由此说明石蜡中一定含有

 

和碳元素．
【反思与评价】请你对小刚同学设计或结论予以评价．

 

；

 

．（写出两点即可）
探究三：探究蜡烛燃烧时间的长短与蜡烛的长度是否有关．
小军同学点燃一支蜡烛，然后用烧杯罩住如图3，过一会儿蜡烛会熄灭．这是为什么呢？小军同学又进行如下探究：
【提出问题】蜡烛燃烧时间的长短与蜡烛的长度有关系吗？
【建立假设】假设蜡烛燃烧的时间与蜡烛的长度成正比．
【收集证据】点燃两支长度不同的蜡烛，将两只同样大小的大烧杯分别倒扣在燃烧的蜡烛上，用秒表计时，重复实验四次，分别记录实验数据如下：

	蜡烛燃烧的时间
实验次数	长蜡烛	短蜡烛
第一次	23.1 8s	26.06s
第二次	23.19s	24.94s
第三次	20.02s	21.45s
第四次	15.16s	19.10s

【获得结论】根据表格中的数据，可以看出在同样大小的倒扣的烧杯中，较长的蜡烛燃烧时间较短，得出结论：

 

．
【交流评价】为什么蜡烛燃烧的时间与蜡烛的长度不成正比呢？

 

．

Answer 1

分析：（1）由于火焰的最外部与空气接触最充分，温度最高，故火柴梗的两边最先碳化．
（2）根据实验现象和注意事项进行分析推断；
（3）根据实验现象进行分析．

解答：解：（1）由于火焰的最外部与空气接触最充分，燃烧最好，所以温度最高，故火柴梗的两边最先碳化．
（2）将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾，说明石蜡燃烧可生成水，水中含有氢、氧元素；由题意可知，向烧杯内倒人少量澄清的石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊，因为澄清石灰水和二氧化碳发生反应，生成碳酸钙沉淀，说明烧杯中有二氧化碳气体，二氧化碳含有碳和氧元素，排除空气中含有的氧元素，故可判定石蜡中一定含有碳、氢元素；实验过程中没有考虑蜡烛芯对实验的影响；是否含氧元素无法判断等合理答案；
（3）将两只同样大小的大烧杯分别倒扣在燃烧的蜡烛上，从数据分析结论是蜡烛燃烧时间与蜡烛长度不成正比，猜想的结论应该是短蜡烛先熄灭，因为蜡烛燃烧生成二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，会先沉到烧杯底部，所以较短的蜡烛先熄灭，但实验证明，较长的蜡烛先熄灭，原因可能是燃烧产生的二氧化碳温度较高，密度较小，不易沉降到烧杯底部，反而聚集到烧杯的上部致使长蜡烛先熄灭．
故答案为：（1）a；外焰；外焰与空气（或氧气）接触更充分；（2）CO₂和H₂O；氢元素；没有考虑蜡烛芯对实验的影响；是否含氧元素无法判断；（3）蜡烛燃烧时间与蜡烛长度不成正比；可能是燃烧产生的二氧化碳温度较高，密度较小，不易沉降到烧杯底部，反而聚集到烧杯的上部致使长蜡烛先熄灭．

点评：此题是一道实验过程的考查题，解题的关键是对每项实验过程的详细分析，结合题目的要求作出判断，属基础性实验考查题．