空气是一种重要的资源，人类的生产生活离不开空气，对于空气的研究人类从未停止。
研究一：从空气中获得氮气（N2），并进行氨气的合成。氨气（NH3）是一种重要的化学物质，可用于制造硝酸和氮肥。工业合成氨气的流程如图1所示，在铁触媒作用下，用体积比为1：3的氮气（N2）和氢气（H2）合成氨气，当容器中氨气的含量不再发生变化时（平衡时），测得氨气的含量分别与温度和压强的关系如图2所示。
（1）工业上可用 分离空气分离空气的方法从空气中获得合成氨气的原料——氮气，该方法是利用空气中各成分 BB的不同将空气成分进行分离。
A．熔点
B．沸点
C．密度
（2）该反应过程中可以循环利用的物质有 氮气和氢气氮气和氢气。
（3）按下列条件进行合成氨气反应，平衡时氨气的含量最高的是 CC（填字母）。
A.200大气压、300℃
B.200大气压、500℃
C.400大气压、300℃
D.400大气压、500℃
研究二：三个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量：
A组实验：利用红磷燃烧测定空气中氧气含量
图3是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置；
图4是集气瓶内气压的变化情况。
（4）点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图4的分析不正确的是 DD。
A.BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B.CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C.DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
D.若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图4基本一致
（5）经多次实验发现，当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有8%左右的氧气残留，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值（五分之一）其可能的操作原因是 点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧。
B组实验：加热铜粉测定空气中氧气含量
图5是铜粉与氧气加热后生成氧化铜实验装置
（6）实验的主要实验步骤如下：
①组装装置，检查装置的气密性；
②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是 消耗尽装置中的氧气消耗尽装置中的氧气；
③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。试管中发生的反应文字表达式为 铜+氧气加热氧化铜。铜+氧气加热氧化铜。。
（7）实验开始时，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上，实验结束并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在 88mL的刻度线上。若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的氧气的体积分数 偏小偏小（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
（8）装置中小气球的作用是 防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败。
C组实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量
图6是利用铁粉生锈消耗空气中的氧气和水，测定空气中氧气含量实验，实验数据如表：
（9）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是 20.7%20.7%（计算结果精确到0.1%），相比较A组实验，该方法测定结果更精确。
加热
加热
| 测量项目 | 实验前烧杯中水的体积 | 实验后烧杯中剩余水的体积 | 实验后集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 |
| 体积/mL | 80.0 | 49.0 | 150.0 |
偏小
偏小
（“偏大”或“偏小”或“接近理论值”）。（提示：铜+氧气+二氧化碳+水→碱式碳酸铜）【答案】分离空气；B；氮气和氢气；C；D；点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧；消耗尽装置中的氧气；铜+氧气氧化铜。；8；偏小；防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败；20.7%；偏小
加热
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：89引用：1难度：0.3
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1．如图是某同学设计的测定空气中氧气含量的实验装置，在具支试管（容积大约120mL）中铺上一层玻璃棉，用于保护反应管，注射器提前连接好，装入100mL水，实验时，将橡皮塞取下，取足量的白磷放入具支试管底部的玻璃棉上，塞紧橡皮塞并用拇指压住，在试管底部稍微加热，白磷燃烧。回答下列问题：
（1）待反应结束，装置完全冷却后，注射器内的水进入具支试管体积约为mL，因此得出结论：，若进水量偏小，可能的原因是。
（2）整个实验过程中，活塞先向左运动，原因。
（3）集气瓶中剩下的气体主要是哪种气体，其化学符号表示为，该实验说明这种气体具有的物理性质是；化学性质是。
（4）你认为该实验设计的优点是。发布：2024/10/17 5:0:1组卷：11引用：1难度：0.5 -
2．某小组设计如图装置测定空气中氧气含量，胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，发现试管内的白磷开始燃烧，待白磷熄灭并冷却后打开弹簧夹。下列有关该实验说法正确的是（ ）发布：2024/10/19 6:0:3组卷：18引用：1难度：0.5 -
3．随着科技的进步，越来越多的新技术应用于化学实验，如传感技术可以使实验更加直观准确。请回答以下实验中有关问题。
【实验一】研究主题：空气中氧气含量的测定。
（1）为使实验结果更准确，用图-1装置测定氧气含量前必须检查。
（2）已知：2Cu+O22CuO。图-2实验中，实验过程中反复推拉注射器的活塞，目的是△。与图-1实验相比，图-2实验的优点是（答一点）。
（3）图-2装置的硬质玻璃管中空气体积为190mL，反应前注射器活塞位于60mL刻度处，反应后冷却至室温注射器活塞位于10mL刻度处（实验前后气球都是瘪的），则该实验测得空气中氧气的体积分数为。若要得到该实验结果，至少需要铜粉的质量为（写出计算过程，计算结果保留至0.01g。常温常压下，氧气的密度约为1.4g/L）。
（4）为了帮助同学们理解图-1实验的原理，利用传感器技术实时测定了图-1实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度的变化，实验结果如图-3所示。
①其中X曲线表示的是（填“温度”或“氧气浓度”）。
②结合X、Y两条曲线，解释图-3中DE段压强变化的原因是。
【实验二】研究主题：用滤纸做“烧不坏的手帕”实验时，适合的酒精溶液的浓度范围大致是多少？
【已知】①酒精溶液的浓度=×100%；酒精的质量酒精的质量+水的质量
②滤纸的着火点约为130℃；
③无水酒精的密度为0.8g/mL，水的密度为1.0g/mL。
【实验步骤】按下表配制不同浓度的酒精溶液，用不同浓度的酒精溶液浸泡滤纸，加热，用温度传感器测定酒精燃烧时滤纸的温度，所得数据绘制成如图-4所示的曲线。
（1）写出该实验中酒精（C2H6O）完全燃烧生成水和二氧化碳的化学方程式实验编号 无水酒精体积/mL 水体积/mL 1 10 5 2 10 10 3 10 15 4 10 20 5 10 30 。
（2）实验①在接近20s时温度突然上升的主要原因是。
（3）实验③大约在s时酒精燃尽，火焰熄灭。
【实验结论】
（4）根据图-4分析，用滤纸做“烧不坏的手帕”实验，为确保实验成功，所用酒精溶液的浓度范围大致是28.6%≤ω≤（计算结果保留至0.1%）。
【反思提高】
（5）实验⑤的曲线与其他4个实验的曲线比较后，你对物质燃烧条件的新认识是。
（6）用实验②的酒精溶液实验时，将滤纸紧紧揉成一团，最后滤纸被烧成灰烬，所以用浓度较大的酒精溶液成功完成“烧不坏的手帕”实验应该。发布：2024/10/19 9:0:1组卷：69引用：1难度：0.5
