1. 小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。

在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。

说明:①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。

②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。

③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。

(1) 小明用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是
(2) 实验测得教室内空气中氧气的体积分数为。(用V1、V2、V3表示)
(3) 小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
【考点】
空气的成分及探究;
【答案】

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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