Question

小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按右图装置进行实验．
（1）依据的实验原理是______．小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象．经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）______．
（2）小军将集气瓶中的细沙改为一种溶液，重复实验（1），有倒吸现象，同时液体变浑浊．写出能体现该溶液作用的文字表达式或化学反应式______．小军还发现倒吸的水量未达到集气瓶内原剩余容积的．原因可能是（答一条）______．
（3）小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是（答一条）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据测定空气中氧气的含量的原理分析；
（2）要想测定出氧气的体积分数，可以选择碱溶液（如氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾等溶液）将二氧化碳气体吸收掉，就可以达到目的．测得的氧气体积分数小于五分之一，可以从三方面考虑：一、木炭的量不足；二、导管内的空气进入集气瓶内；三、木炭燃烧不充分，生成了一氧化碳．
（3）根据该实验的反应原理：是利用装置内气压的减小，通过进入水的体积测定氧气的体积进行分析．（3）选择药品时要考虑能否只与氧气反应；生成物应考虑为固体或生成物为气体时，应该选择某种溶液将其吸收等．
解答：解：（1）实验室测氧气含量的反应原理：通过可燃物消耗氧气使装置内压强减小，外界液体就可以等体积进入，从而测定出氧气的体积；该实验的关键是生成物不能是气体，由于木炭燃烧后生成等体积的二氧化碳，因此导致装置内的压强不能明显减小，故不会有倒吸现象的发生；
（2）要想测定出氧气的体积分数，可以选择氢氧化钙溶液，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，集气瓶中压强减小，有倒吸现象的发生；若倒吸的水量未达到集气瓶内原剩余容积的，原因可能是：一、木炭的量不足，氧气未被完全消耗；二、木炭燃烧不充分，生成了一氧化碳；
（3）用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：药品要能在空气中燃烧；或燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体；如果生成物是气体，则应用其它物质将其完全吸收．（说明：只要回答上述任意一条即可）
故答案为：（1）物质燃烧消耗瓶中氧气，使瓶中气压变小，大气压将水压入集气瓶；
（2）二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；  木炭的量不足，氧气未被完全消耗；
（3）物质燃烧后的生成物不能为气体等．
点评：在解此类题时，首先分析题中的实验原理，然后结合反应原理和学过的知识进行分析解答．在空气成分实验中，所用试剂不能是气体，对应生成物也不能是气体，否则就不能出现等效代换．