蜡烛在氧气中燃烧
蜡烛在纯氧气中燃烧是中学化学中非常经典且极具视觉冲击力的演示实验。本实验除了能直观展示氧气的助燃性外，更是通过检验生成物来推导有机物（石蜡）元素组成的经典案例。
- 实验目的：观察蜡烛在纯氧中的燃烧现象，通过检验生成物（水和二氧化碳）推导石蜡的元素组成。
- 主要器材与药品：集气瓶（装有氧气，盖有玻璃片）、燃烧匙、酒精灯、澄清石灰水。
- 反应原理：石蜡与氧气在点燃条件下发生剧烈的氧化反应，生成二氧化碳和水。
在开始实验前，可通过以下直观的实验视频，完整了解蜡烛在氧气中燃烧的实际操作流程与反应现象：
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固定并点燃蜡烛：
将一小段蜡烛固定在燃烧匙上，用火柴点燃，观察其在空气中的火焰颜色和状态。
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缓慢伸入集气瓶：
将燃烧着的蜡烛由瓶口向下缓慢伸入盛有纯氧的集气瓶中，立即用玻璃片盖住瓶口。
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观察燃烧与瓶壁：
观察蜡烛火焰的变化，并注意观察集气瓶内壁出现的物理变化，直到蜡烛熄灭。
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检验二氧化碳：
待集气瓶冷却后，快速拔开玻璃片缝隙，向瓶中倒入少量澄清石灰水，立即盖好并振荡，观察现象。
蜡烛在不同浓度氧气中的反应剧烈程度有天壤之别，具体对比如下：
| 反应环境 | 燃烧现象 | 产物检验（双重证据） |
|---|---|---|
| 在空气中 | 持续燃烧，火焰分三层（外焰、内焰、焰心），火焰呈黄色且微弱，稍有黑烟。 | 1. 火焰上方罩干冷烧杯，内壁有水雾。 2. 烧杯内壁涂石灰水，石灰水变浑浊。 |
| 在纯氧中 | 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量热，黑烟消失，火焰被拉长。 | 1. 反应时，集气瓶内壁明显变模糊并出现水雾。 2. 倒入澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊。 |
根据质量守恒定律（化学反应前后，元素的种类保持不变）：
- 推导氢（）元素： 实验中观察到集气瓶内壁有水雾（）生成，证明反应产物中含有氢元素。由于反应物氧气（）仅提供氧元素，因此石蜡中一定含有氢（）元素。
- 推导碳（）元素： 实验中澄清石灰水变浑浊，证明反应生成了二氧化碳（）。同理，氧气不提供碳元素，因此石蜡中一定含有碳（）元素。
- 最终结论： 石蜡中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素（实际主要是碳氢化合物）。
- 原理解析：蜡烛在空气中燃烧时，因氧气浓度低（约 ），石蜡蒸气无法完全燃烧，部分碳元素炭化并聚集形成碳单质微粒（即黑烟）。而在纯氧中，反应物浓度极高，石蜡得以完全、充分燃烧，直接转化为无色无味的二氧化碳气体，因此黑烟完全消失。
- 原理解析：如果快速将燃烧的蜡烛直接戳入瓶底，燃烧释放出的巨大热量会导致瓶底的空气/氧气剧烈膨胀，将集气瓶上部还未参与反应的纯净氧气强行顶出瓶外，导致实验后半段因缺氧而快速熄灭，影响观察效果。
- 原理解析：观察水雾必须在燃烧过程中或刚熄灭时进行。如果放置时间过长，瓶壁的水雾会凝聚成水滴滴落；若直接先倒入澄清石灰水，石灰水会将瓶壁的水雾洗去或混为一体，导致“生成水”这一实验证据变得极不明显。