Question

小资料1775年法国化学家拉瓦锡在定量研究空气组成时，发现从空气中分离得到N₂的密度与分离含氮物质得到N₂的密度之间总有一个微小的差异，但这并没引起他的注意．一百多年后，英国科学家雷利对这0.0064g/cm³的差异进行了分析，几经努力，他终于发现在空气中还存在着一种懒惰的气体--氩气，从而发现了惰性气体家族．
（1）阅读资料，你有哪些感受？
（2）下面是科学家雷利在实验探究中的几个重要步骤，请补充完整：问题与猜想→

 

-→分析与结论-→

 

（3）某同学在探究空气成分中氧气的含量时，模拟了科学家的探究过程．他设计了如下实验：在由两个注射器组成的密闭容器内留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热（如图）．请你与之合作．继续完成该实验的探究．

Answer 1

分析：（1）根据科学研究是严谨、实事求是等方面分析回答；
（2）根据科学探究的步骤分析回答；
（3）铜丝在加热的条件下能够与氧气反应，充分反应后，根据消耗的氧气的体积可知空气中氧气的体积分数．据此进行试验．

解答：解：（1）由上述材料可知，科学研究中只有本着严谨求实、一丝不苟的科学态度，才能成功；
（2）实验探究中的重要步骤，主要有：问题与猜想→方案与实验-→分析与结论-→反思与评价．
（3）由于铜丝在加热的条件下与氧气，充分反应后，根据消耗的氧气的体积可知空气中氧气的体积分数．所以，实验探究为：
实验及现象：给玻璃管加热，交替缓慢推动两注射器，使Cu丝完全变为黑色，停止加热．玻璃管冷却至室温，将气体全部推入一支注射器．观察到活塞停至注射器约20mL处．
分析：加热时，空气中的氧气与Cu发生反应，使玻璃管内的压强减小，所以减小的体积即为空气中0₂的体积．
结论：空气并不是一种成分单一的气体，其中O₂含量约占总体积的

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．
反思与评价：在给玻璃管加热过程中，应同时交替缓慢推动两注射器，使反应更充分快速，铜丝的量要足．
故答为：（1）科学研究中只有本着严谨求实、一丝不苟的科学态度，才能成功  （2）方案与实验、反思与评价（3）实验及现象：给玻璃管加热，使Cu丝完全变为黑色，停止加热．玻璃管冷却至室温，将气体全部推入一支注射器．观察到活塞停至注射器约20 mL处．分析：加热时，空气中的氧气与Cu发生反应，使玻璃管内的压强减小，所以减小的体积即为空气中0₂的体积．结论：空气并不是一种成分单一的气体，其中O2含量约占总体积的

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．反思与评价：在给玻璃管加热过程中，应同时交替缓慢推动两注射器，使反应更充分快速，铜丝的量要足．

点评：本题借助于对空气中氧气体积分数探究实验的改进，既考查了空气成分的探究实验又考查科学探究的步骤等．理解了实验的原理，再根据物质的性质等即可解答．