Question

如图（1）所示，某同学用木炭代替红磷做空气中氧气含量的测定实验，所用装置如图：

（1）点燃燃烧匙内的木炭后，立即伸人瓶中并把塞子塞紧，到冷却至室温，观察到的现象是

 

（2）若改进此实验，使液面上升高度与用红磷做实验时相当，你的方法是
（3）如果改用镁条如图（2）所示，做此实验，到冷却至室温后发现钟罩内液面上升至

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以上，该同学愕然了．请你分析其中的原因可能是

 

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Answer 1

分析：（一）本题设计有梯度，后面的问题在前面的问题的铺垫下稍加思考总结都能够形成结论．实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改变，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能是气体，这样就可以满足替代的要求．
（二）木炭反应产物是二氧化碳和一氧化碳，而镁条不仅仅能够与氧气反应，而且还能和氮气、二氧化碳反应，这样就导致不能得到相应的结论．

解答：解：
实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气（也可以是氮气，不过初中没有相关反应）的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．
（1）木炭反应的产物是二氧化碳和一氧化碳，一氧化碳难溶于水，所以用木炭代替红磷是不会得到对应的结果的．
即：钟罩内水面上升最终将小于

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体积；
（2）若改进此实验，使液面上升高度与用红磷做实验时相当则将水槽内的水改成澄清石灰水或氢氧化钠溶液（或碱溶液），因木炭反应的产物主要是二氧化碳能和碱溶液快速反应掉，效果略好．
（3）镁除了和氧气反应外，可能还和氮气、二氧化碳等物质发生了反应，所以改用镁条如图（2）所示，做此实验，到冷却至室温后发现钟罩内液面上升至

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以上．
故答案：
（1）钟罩内水面上升最终将小于

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体积．
（2）将水改成澄清石灰水或氢氧化钠溶液（或碱溶液）
（3）镁除了和氧气反应外，可能还和氮气、二氧化碳等物质发生了反应

点评：本题设计了用木炭、镁代替红磷做可燃物测空气中氧气含量的探究，拓展了知识视野，提高了学生的思维空间．