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(nèi)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)鐘罩內(nèi)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(shè)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(jié)都能夠形成結(jié)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(guān)反應）的消耗引起裝置內(nèi)壓強的改變，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內(nèi)．也就是為了保證結(jié)果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產(chǎn)物不能是氣體，這樣就可以滿足替代的要求．
（二）木炭反應產(chǎn)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(jié)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(guān)反應）的消耗引起裝置內(nèi)壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內(nèi)．也就是為了保證結(jié)果的精確，加入的物質(zhì)需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產(chǎn)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(chǎn)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(jié)果的．
即：鐘罩內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(zhì)發(fā)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(fā)現(xiàn)鐘罩內(nèi)液面上升至

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以上．
故答案：
（1）鐘罩內(nèi)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(zhì)發(fā)生了反應

點評：本題設(shè)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．