Question

5．一種奇妙的蠟燭，點燃后怎么吹也吹不滅，它看上去和普通蠟燭一樣，究竟是什么原因能讓蠟燭持續(xù)燃燒呢？
【查閱資料】普通蠟燭右石蠟和燭芯制成，吹不滅的蠟燭是在燭芯上包裹一層一種金屬與少量稀土元素形成的合金粉末，著火點為150℃，蠟燭燃燒時，燭芯里的金屬不燃燒；蠟燭一熄滅，末降溫的金屬就燃燒起來，從而再將蠟燭引燃．
【思考與解釋】蠟燭燃燒時，燭芯里的金屬為什么不燃燒？蠟燭燭芯被石蠟蒸汽包圍著，缺少氧氣，里面的金屬難以燃燒．
【實驗探究】小鶯通過查閱資料已知吹不滅的蠟燭燭芯內(nèi)的金屬可能是銅、鐵、鎂或鋁中的一種，為確定該金屬成分，請你與他繼續(xù)探究并完成下列問題．（注：不考慮粉末中稀土元素對探究金屬性質(zhì)的影響）
（1）提出問題：蠟燭芯內(nèi)的金屬究竟是什么？
（2）猜想與假設(shè)：猜想一：蠟燭芯內(nèi)的金屬是銅；猜想二：蠟燭芯內(nèi)的金屬是鐵；
               猜想三：蠟燭芯內(nèi)的金屬是鎂；猜想四：蠟燭芯內(nèi)的金屬是鋁．
（3）實驗驗證：

實驗	操作步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ	取出燭芯內(nèi)的打火石，用砂紙打磨	金屬是銀白色	該金屬一定不是銅
Ⅱ	取少量打磨后的打火石于小試管中，滴加適量稀硫酸，觀察現(xiàn)象	金屬逐漸溶解，有無色氣體產(chǎn)生，溶液為無色	該金屬一定不是鐵
Ⅲ	取少量打磨后的打火石于小試管中，加入適量的氯化銅溶液，觀察現(xiàn)象	有紅色物質(zhì)析出	該金屬可能是鎂

a．請寫出實驗Ⅲ中的化學(xué)反應(yīng)方程式Mg+CuSO₄=MgSO₄+Cu或2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu．
b．僅實驗Ⅲ中的現(xiàn)象不能證明該金屬一定是鎂，請說明理由鋁也能與硫酸銅溶液反應(yīng)，也有紅色固體析出．
（4）討論交流：正確填寫以下內(nèi)容你將獲得獎勵分4分．如圖是小鶯利用數(shù)字實驗測定的金屬與酸反應(yīng)時裝置中壓強(qiáng)的變化曲線．請你回答以下問題：

①圖一中為什么鋁條與酸反應(yīng)開始一段時間壓強(qiáng)變化不大？鋁在空氣中易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁薄膜起到保護(hù)作用
②從圖一、圖二的曲線中找出一條有意義的信息：金屬與酸反應(yīng)時，先要打磨掉表面的氧化膜．

Answer 1

分析 【思考與解釋】根據(jù)燃燒的條件進(jìn)行分析；
【實驗探究】（2）根據(jù)蠟燭燭芯內(nèi)的金屬可能是銅、鐵、鎂或鋁中的一種分析；
（3）根據(jù)金屬銅是紫紅色金屬，氯化亞鐵的溶液是淺綠色的事實進(jìn)行分析；
根據(jù)金屬活動性順序進(jìn)行分析；
根據(jù)鋁和硫酸銅反應(yīng)也會生成銅進(jìn)行分析；
（4）①鋁在空氣中易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁薄膜起到保護(hù)作用；
②金屬與酸反應(yīng)時，先要打磨掉表面的氧化膜．

解答 解：【思考與解釋】利用燃燒的條件可知燈芯金屬不燃燒是因為蠟蒸氣起到了隔絕空氣的作用；
【實驗探究】（2）根據(jù)蠟燭燭芯內(nèi)的金屬可能是銅、鐵、鎂或鋁中的一種，故猜想四：蠟燭芯內(nèi)的金屬是鋁；
（3）打火石是銀白色，而銅是紫紅色的，所以該金屬一定不是銅；根據(jù)氯化亞鐵的溶液是淺綠色的事實分析可知：取燈芯加入鹽酸如果生成無色的溶液則說明有沒有鐵存在；
金屬與鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律是活動性強(qiáng)的金屬可以從鹽溶液中置換出活動性比它弱的金屬分析可知：實驗3中可能會發(fā)生Mg+CuSO₄=MgSO₄+Cu 或 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu，由于鎂、鋁、銅三種金屬中銅的活動性最弱，所以鎂與鋁都可以置換出硫酸銅中的銅，因此不能證明該金屬一定是鎂也可能是鋁；
（4）①鋁在空氣中易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁薄膜起到保護(hù)作用，鋁條與酸反應(yīng)開始一段時間壓強(qiáng)變化不大；
②金屬與酸反應(yīng)時，先要打磨掉表面的氧化膜．
故答案為：【思考與解釋】蠟燭燭芯被石蠟蒸汽包圍著，缺少氧氣，里面的金屬難以燃燒；
【實驗探究】（2）蠟燭芯內(nèi)的金屬是鋁；
（3）該金屬一定不是銅；
該金屬一定不是鐵；
Mg+CuSO₄=MgSO4+Cu 或 2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；
鋁也能與硫酸銅溶液反應(yīng)，也有紅色固體析出；
（4）①鋁在空氣中易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁薄膜起到保護(hù)作用；
②金屬與酸反應(yīng)時，先要打磨掉表面的氧化膜．

點評 本題是一道實驗探究題，解題的關(guān)鍵是結(jié)合所學(xué)知識對個過程進(jìn)行分析，從而設(shè)計正確的方法從而得到相應(yīng)的結(jié)論．