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1. 建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组份混合物含量测定"的思维模型；

运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量"的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。

[探究一]根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。

(1) 将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的；
(2) [探究二]根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。

按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 (填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)；
(3) [交流评价]已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
(4) [继续探究]运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量"的原理是。
【考点】
空气的成分及探究;
【答案】

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实验探究题 普通
能力提升
真题演练
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1. 稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。

材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。

材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572g/L，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508g/L，两者相差0.0064g/L。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气（Ar）。

材料三：1894年，莱姆赛用其他方法从空气里也得到了这样的气体。经过分析，判断该气体是一种新物质。由于这种气体极不活泼，所以命名为氩（拉丁文原意是“懒惰”）。

材料四：1898年，莱姆赛等人继续使用分馏法把液态空气分离成不同的成分，又发现了氪气、氖气、氙气等。

根据以上材料回答下列问题：

(1) 小科使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量同样的气体。若D装置的作用是除去N2 ， 则A装置的作用是。
(2) 瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由：。
(3) 稀有气体的发现经历是一个艰难的过程，下列有关科学家分析的事实或现象，与稀有气体的发现史中相关证据解释不匹配的是（填字母）。

选项

事实或现象

证据解释

A

空气中稀有气体的含量很小

卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡

B

氦气可用作飞艇中的填充气体

莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气

C

氪气、氖气和氙气的密度不同

莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体
实验探究题 困难
2. 利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗?某兴趣小组设计并开展了如下实验：

①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封后，将该容器浸没在水中。

②将氧气传感器(能实时显示容器内氧气的体积分数)固定在容器内壁，并装入足量的红磷。

③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。

④用白磷替换红磷重复上步骤①~③。

⑤换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)重复上述步骤①~③。

根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。

(1) 步骤①中将玻璃容器浸没水中的目的是。
(2) 装置甲中150毫升集气瓶中装入 的水，量筒内装有50毫升水，根据图丙的实验数据，用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为毫升。
(3) 根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品，并说明理由： 。
实验探究题 普通
3. 某实验小组的同学利用如图所示装置测定空气中氧气体积分数。

步骤一：将集气瓶装满水，倒出200毫升的水到量筒中，用橡胶塞塞紧集气瓶。

步骤二：确保气密性良好后，通过脉冲点火器，在集气瓶内点燃红磷(足量)，待装置冷却到室温后，打开止水夹，读取量筒中剩余水的体积V毫升。

(1) 为证实红磷燃烧发生了化学变化，需要获得的证据是。(写一点即可)
(2) 步骤一中倒出200毫升水的目的是
(3) 利用上述数据和字母表示出该方法测得的空气中氧气体积分数为
实验探究题 普通