Question

小軍利用燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量實驗裝置如圖所示．
（1）依據的實驗原理是

通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，根據進入水的體積，測定出氧氣的體積

．
小軍檢查裝置氣密性后，將盛有燃著紅磷的燃燒匙迅速伸入廣口瓶中，并把塞子塞緊，待火焰熄滅后，就打開彈簧夾，發現進入集氣瓶的水遠不到瓶容積的

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5

．經過認真分析，小軍發現實驗失敗的原因是（至少答兩條）

紅磷的量不足

、

裝置沒有完全冷卻

．
（2）小軍反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇和生成物的要求上應考慮是反應物

在點燃的條件下要能容易消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應

、生成物

固體

（各答一條）．

Answer 1

分析：題目是在研究空氣成分的測定的基礎上進行實驗改進的設計探究題．這就需要首先弄清楚該實驗的基本原理，只有原理清楚，在原理的指導下才能夠進行有效的改性．本實驗是借助能夠和空氣中某一成分的反應消耗掉裝置內氣體，并且通過等體積外界氣體的進入實現對消耗氣體體積的測定．所以在實驗中要保證裝置的氣密性良好，要保證對氣體的盡可能消耗，同時要防止生成新的氣體，即反應所使用物品必須本身是非氣體（這樣可以多加，利于對氧氣的盡可能消耗），同時生成物也不能是氣體（保證外界液體的等量進入）．

解答：解：實驗原理是通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，從而測定出氧氣的體積．所以改進實驗要建立的此原理上．至于實驗出現的失敗，就與該原理有關，與是否能夠消耗氧氣有關，與能否完全消耗氧氣有關，與外界氣體能否有效進入有關，而在具體回答是要結合本題的環境來回答．總結以上分析，在選擇該實驗的替代物質時，物質應該滿足：能夠和氧氣等單一物質反應，且本身不能是氣體且生成物不能是氣體（如果能夠想辦法處理后期生成的氣體也可以考慮使用）．故：
（1）通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，從而測定出氧氣的體積．
在該實驗中，如果紅磷的量不足不能完全消耗氧氣或裝置漏氣、裝置沒有完全冷卻等，就會使進入集氣瓶中水的體積不到總容積的

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；
（2）能夠和氧氣等單一物質反應，且本身不能是氣體且生成物不能是氣體（如果能夠像辦法處理后期生成的氣體也可以考慮使用）．故答案為：要能消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體．
故答案為：（1）通過可燃物消耗氧氣使裝置內氣壓減小，外界液體就可以等體積進入，根據進入水的體積，測定出氧氣的體積．紅磷的量不足、裝置沒有完全冷卻．
（2）在點燃的條件下要能容易消耗氧氣，又不會跟空氣中的其他成分反應、固體

點評：對實驗改進要充分結合實驗原理來進行，同時在改進過程中要考慮物質本身的性質特點（如木炭的燃燒對應產物不僅僅是二氧化碳的問題）．