1. 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: 
【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