修改时间：2024-12-24 浏览次数：4 类型：月考试卷
被誉为21世纪“黑色材料”的石墨烯(如图1)，是从石墨中分离出来的一层或几层由碳原子构成的石墨片，其化学性质类似于石墨。工业上可采用甲烷气体在高温和催化剂作用下分解制取石墨烯，同时产生氢气。石墨烯是人类已知强度最高的物质，它比钻石还坚硬。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢。另外，石墨烯中的含氧基团能影响菌体的正常代谢，实验人员研究不同面料中掺加石器烯后的抗菌效果(如图2)。随着科技水平的提升，功能化的石墨烯以及石器烯的复合材料在智能生活、电子材料、生物医学、环保监测等方面展现了巨大的应用前景。
某化学兴趣小组以“探究蜡烛燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
任务一：探究蜡烛燃烧的产物
【资料信息】硫酸铜是一种白色粉末，遇水会变为蓝色。
兴趣小组的同学做了下图所示的实验，用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛，并在烧杯内靠近顶部的位置放置适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后，蜡烛熄灭，观察到硫酸铜粉末变蓝，澄清石灰水变浑浊，烧杯底部有少量黑色物质。
【结论】
（1）通过对实验现象的分析，蜡烛燃烧后生成的产物有二氧化碳和________。
任务二：探究高低蜡烛熄灭顺序
（2）该兴趣小组同学做了两组实验。一组是将一瓶二氧化碳缓缓倒入放有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯里(如图甲)；另一组是用烧杯罩住两支高低不同的燃着的蜡烛(如图乙)。甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭，高处蜡烛的火焰后熄灭。由此可证明CO2的物理性质是________。
乙图实验中高处蜡烛的火焰先熄灭，低处蜡烛的火焰后熄灭。面对这一异常现象，小组同学又展开了如下探究：
【提出问题】为什么高处的蜡烛先熄灭？
【猜想假设】
猜想1：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高。
猜想2：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足。
【实验1】
（3）为了验证猜想1，小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体，两种气体所占体积分数分别为80%和20%，将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中，发现蜡烛正常燃烧，从而证明猜想________不正确。
【实验2】为了验证猜想2，小组同学设计并实施了下列实验。
实验装置 | 实验步骤 | |
在圆筒形玻璃容器中放置3支不同高度的蜡烛，摆放位置如图所示。a、b、c三点均放置氧气、二氧化碳和温度三种传感器。 |
| ①设置好传感器。 ②点燃蜡烛，迅速封盖并开始采集数据。 ③观察蜡烛熄灭顺序并记录熄灭时间。 ④待3支蜡烛完全熄灭。曲线趋于稳定时，停止数据采集。 |
【实验数据】
Ⅰ．不同高度蜡烛的熄灭时间：
蜡烛高度 | 高(30cm) | 中(20cm) | 低(10cm) |
熄灭时间 | 106s | 164s | 199s |
Ⅱ．不同位置传感器测得的相应数据如图：
【解释与结论】
（4）实验2中3支蜡烛放置位置的俯视图正确的是___________(填序号)。
A.  | B.  | C.  |
（5）通过以上实验可推测猜想2是正确的。请结合图中二氧化碳和氧气含量相关数据及变化趋势解释说明高处蜡烛先熄灭的原因：________。
【反思与评价】
消防教育常提及火灾发生时“要往低处逃生”，提出这一逃生技巧的科学依据是什么？同学们针对这一问题进行资料查阅，得知：当空气中氧气含量低于18%时人会感到不适，二氧化碳含量过多易使人在火灾中窒息。此外，高温也是火灾中使人伤亡的另一主要原因。
（6）本实验同时也证明了火灾发生时“要往低处逃生”是合理的，结合传感器数据分析其依据是________。
试题篮
