Question

（1）已知空气中氧气的体积分数为21%，小兰同学用如图甲装置进行验证，实验后发现测得的氧气体积分数小于，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（答两点）：①________；②________．
某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（图乙），你认为改进后的优点是________．

（2）取两块大小相同的干冰，在干冰中央挖一个小穴，撒一些镁粉，用红热的铁棒把镁点燃，将另一块干冰盖上，你会看到镁粉在干冰内继续燃烧，发出耀眼的白光，像冰灯一样．已知该反应的生成物是氧化镁和碳．
该实验证明干冰具有________的性质（答一条即可）；为验证上述反应所得固体中无剩余的镁，可向该固体中加入试剂的名称为________，反应的现象是________．

Answer 1

解：（1）空气中氧气含量的测定的原理是利用可燃物消耗装置内的氧气，从而使外界的液体等体积进入，从而通过液体的体积实现对消耗掉氧气的体积的测定．所以在分析实验结果小于，就要考虑氧气有没有被完全消耗，或者实验过程中装置有没有漏气从而造成进入的液体的体积小于消耗掉的氧气的体积．而乙实验的改进之处在于加热方式的改变．原来点燃的方式需要在空气中点燃，且快速将之放入集气瓶并且快速将塞子塞紧，这一系列动作就可想而知实验的要求是多么严格．之所以这样要求，一是因为生成的红磷本身有毒污染了大气，同时红磷的量是一定的，要尽可能让红磷去消耗装置的氧气．二是快速操作是要让红磷在装置内燃烧要尽可能在装置密闭后进行，主要是防止气体受热体积膨胀导致的逸出，还要让外界的氧气不能进入装置内继续支持红磷的燃烧．而改进后的加热方式，一切燃烧都在装置内进行，避免了以上因素的影响．
（2）我们对燃烧的原有知识就是燃烧需要氧气，二氧化碳可以用来灭火．通过这个实验我们可以分析：
点燃后的镁条（此时还是和氧气反应的）放在干冰中的小洞内且用干冰覆盖后，此时就没有氧气的支持了，而镁条能够继续燃烧，说明此时支持燃烧的是二氧化碳气体，而此气体是来自于干冰的升华．对于固体中是否有镁单质剩余，由于此时固体为氧化镁，要想知道是否有镁，需要借助氧化镁和镁的性质差异来进行．同时有金属氧化物和金属时，可以选择的试剂就是酸，所以可以用盐酸（或者硫酸），氧化镁遇到酸反应现象时固体溶解，而镁条遇到时固体溶解的同时有气泡生成．
故答案：
（1）装置漏气；红磷不足；未冷却至室温就打开弹簧夹．
装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确，减少了对大气的污染（不需要答全面）．
（2）在点燃条件下能够与镁反应或升华等合理答案稀盐酸或稀硫酸无气泡产生等合理答案．
分析：（1）对实验误差和改进，无论是误差还是改进都要结合该实验的原理来进行，该实验的原理是：利用可燃物消耗装置内的氧气，从而使外界的液体等体积进入，从而通过液体的体积实现对消耗掉氧气的体积的测定．
（2）是关于二氧化碳和镁条之间的反应的探究，探究二氧化碳也能够支持某些物质的燃烧，从而打破原有知识的禁锢．
点评：实验的改进是对实验原理的再认识，也是对知识的再认识．