Question

小資料1775年法國化學家拉瓦錫在定量研究空氣組成時，發現從空氣中分離得到N₂的密度與分離含氮物質得到N₂的密度之間總有一個微小的差異，但這并沒引起他的注意．一百多年后，英國科學家雷利對這0.0064g/cm³的差異進行了分析，幾經努力，他終于發現在空氣中還存在著一種懶惰的氣體--氬氣，從而發現了惰性氣體家族．
（1）閱讀資料，你有哪些感受？
（2）下面是科學家雷利在實驗探究中的幾個重要步驟，請補充完整：問題與猜想→

 

-→分析與結論-→

 

（3）某同學在探究空氣成分中氧氣的含量時，模擬了科學家的探究過程．他設計了如下實驗：在由兩個注射器組成的密閉容器內留有25mL空氣，給裝有細銅絲的玻璃管加熱（如圖）．請你與之合作．繼續完成該實驗的探究．

Answer 1

分析：（1）根據科學研究是嚴謹、實事求是等方面分析回答；
（2）根據科學探究的步驟分析回答；
（3）銅絲在加熱的條件下能夠與氧氣反應，充分反應后，根據消耗的氧氣的體積可知空氣中氧氣的體積分數．據此進行試驗．

解答：解：（1）由上述材料可知，科學研究中只有本著嚴謹求實、一絲不茍的科學態度，才能成功；
（2）實驗探究中的重要步驟，主要有：問題與猜想→方案與實驗-→分析與結論-→反思與評價．
（3）由于銅絲在加熱的條件下與氧氣，充分反應后，根據消耗的氧氣的體積可知空氣中氧氣的體積分數．所以，實驗探究為：
實驗及現象：給玻璃管加熱，交替緩慢推動兩注射器，使Cu絲完全變為黑色，停止加熱．玻璃管冷卻至室溫，將氣體全部推入一支注射器．觀察到活塞停至注射器約20mL處．
分析：加熱時，空氣中的氧氣與Cu發生反應，使玻璃管內的壓強減小，所以減小的體積即為空氣中0₂的體積．
結論：空氣并不是一種成分單一的氣體，其中O₂含量約占總體積的

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．
反思與評價：在給玻璃管加熱過程中，應同時交替緩慢推動兩注射器，使反應更充分快速，銅絲的量要足．
故答為：（1）科學研究中只有本著嚴謹求實、一絲不茍的科學態度，才能成功  （2）方案與實驗、反思與評價（3）實驗及現象：給玻璃管加熱，使Cu絲完全變為黑色，停止加熱．玻璃管冷卻至室溫，將氣體全部推入一支注射器．觀察到活塞停至注射器約20 mL處．分析：加熱時，空氣中的氧氣與Cu發生反應，使玻璃管內的壓強減小，所以減小的體積即為空氣中0₂的體積．結論：空氣并不是一種成分單一的氣體，其中O2含量約占總體積的

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．反思與評價：在給玻璃管加熱過程中，應同時交替緩慢推動兩注射器，使反應更充分快速，銅絲的量要足．

點評：本題借助于對空氣中氧氣體積分數探究實驗的改進，既考查了空氣成分的探究實驗又考查科學探究的步驟等．理解了實驗的原理，再根據物質的性質等即可解答．