2. 项目活动任务
[任务]利用家中常见的蜡烛,设计并完成一个探究实验,验证蜡烛燃烧是否符合质量守恒定律。
实验原理:
蜡烛的主要成分是石蜡(一种碳氢化合物,可用$\ce{C_{x}H_{y}}$表示),燃烧时与氧气反应生成二氧化碳和水蒸气。
实验材料:
蜡烛1支(小号为宜)、电子秤或厨房秤(精确到0.1 g或更佳)、打火机或火柴、玻璃杯或烧杯(2个,一大一小)、计时器(手机即可)、铝箔纸或锡纸。
实验步骤:
(1)开放体系称量(观察质量减小)

现象:你观察到的现象是,蜡烛质量。
(2)封闭体系称量(验证质量守恒)

实验结论:
封闭体系中,燃烧产生的二氧化碳和水蒸气被"关"在杯中,装置的总质量。
实验反思:
(1)蜡烛燃烧是否遵守质量守恒定律?为什么?
(2)开放体系中质量减小的原因是什么?
(3)本实验的误差可能来自哪些方面?

解：
(1) 开放体系称量记录（合理示例）：
$m_1=7.8\ \mathrm{g}$
$m_2=6.5\ \mathrm{g}$
$\Delta m=1.3\ \mathrm{g}$
现象：蜡烛燃烧发出黄白色火焰、放热，部分石蜡受热熔化，燃烧一段时间后蜡烛明显变短；蜡烛质量 减小。
(2) 封闭体系称量记录（合理示例）：
$m_3=132.4\ \mathrm{g}$
$m_4=132.3\ \mathrm{g}$
$\Delta m'=0.1\ \mathrm{g}$
实验结论：封闭体系中，燃烧产生的二氧化碳和水蒸气被"关"在杯中，装置的总质量 反应前后基本相等（几乎不变）。
实验反思：
(1) 蜡烛燃烧遵守质量守恒定律。蜡烛燃烧属于化学反应，参加反应的石蜡和氧气的质量总和，等于反应后生成的二氧化碳和水的质量总和，因此符合质量守恒定律。
(2) 开放体系中，蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气都是气态物质，会逸散到周围空气中，没有被称量体系记录，因此测得的体系总质量减小。
(3) 本实验的误差可能来自：① 倒扣的大玻璃杯和电子秤台面之间存在缝隙，部分生成的气体从缝隙逸出；② 蜡烛燃烧放热，杯内空气受热膨胀部分逸出，冷却后进入杯内的空气质量小于逸出的空气质量；③ 电子秤本身的称量精度存在误差；④ 点燃蜡烛的过程中部分石蜡蒸气扩散到体系外；⑤ 部分水蒸气在杯内壁冷凝附着，称量读数存在偏差。