Question

如圖（1）所示，某同學用木炭代替紅磷做空氣中氧氣含量的測定實驗，所用裝置如圖：

（1）點燃燃燒匙內的木炭后，立即伸人瓶中并把塞子塞緊，到冷卻至室溫，觀察到的現象是

 

（2）若改進此實驗，使液面上升高度與用紅磷做實驗時相當，你的方法是
（3）如果改用鎂條如圖（2）所示，做此實驗，到冷卻至室溫后發現鐘罩內液面上升至

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以上，該同學愕然了．請你分析其中的原因可能是

 

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Answer 1

分析：（一）本題設計有梯度，后面的問題在前面的問題的鋪墊下稍加思考總結都能夠形成結論．實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣（也可以是氮氣，不過初中沒有相關反應）的消耗引起裝置內壓強的改變，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內．也就是為了保證結果的精確，加入的物質需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產物不能是氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）木炭反應產物是二氧化碳和一氧化碳，而鎂條不僅僅能夠與氧氣反應，而且還能和氮氣、二氧化碳反應，這樣就導致不能得到相應的結論．

解答：解：
實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣（也可以是氮氣，不過初中沒有相關反應）的消耗引起裝置內壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內．也就是為了保證結果的精確，加入的物質需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（1）木炭反應的產物是二氧化碳和一氧化碳，一氧化碳難溶于水，所以用木炭代替紅磷是不會得到對應的結果的．
即：鐘罩內水面上升最終將小于

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體積；
（2）若改進此實驗，使液面上升高度與用紅磷做實驗時相當則將水槽內的水改成澄清石灰水或氫氧化鈉溶液（或堿溶液），因木炭反應的產物主要是二氧化碳能和堿溶液快速反應掉，效果略好．
（3）鎂除了和氧氣反應外，可能還和氮氣、二氧化碳等物質發生了反應，所以改用鎂條如圖（2）所示，做此實驗，到冷卻至室溫后發現鐘罩內液面上升至

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以上．
故答案：
（1）鐘罩內水面上升最終將小于

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體積．
（2）將水改成澄清石灰水或氫氧化鈉溶液（或堿溶液）
（3）鎂除了和氧氣反應外，可能還和氮氣、二氧化碳等物質發生了反應

點評：本題設計了用木炭、鎂代替紅磷做可燃物測空氣中氧氣含量的探究，拓展了知識視野，提高了學生的思維空間．