1.   1674年,英国化学家约翰·梅献为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。

Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里,把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上,用绳索将小铁方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。

Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙,再使铁块浸入稀硝酸中,观察到铁块表面迅速产生大量气泡,钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性,能与铁发生如下反应:4HNO3+Fe=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O]

Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙),立即取出铁块,以防气体外逸。

IV.等待一段时间后,水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应:4NO+3O2+2   ?   =4HNO3

分析与评价:

(1) 步骤IV中的“?”处应填 。
(2) 从图丙到图丁过程中,钟罩内水位上升的原因是。(忽略温度变化的影响)
(3) 小科重复了上述实验,虽实验时装置气密性良好,且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计),但经多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于1/5,原因是 。
【考点】
压强的变化; 空气的成分及探究; 化学方程式的配平;
【答案】

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2. 空气成分的确认经历了漫长的过程。

法国科学家拉瓦锡最旱通过实验测定出空气中氧气的体积分数,其过程如下:

①在曲颈甄中放入少量水银,右侧的水槽中装入水银并罩上钟罩,将曲颈甄的瓶口伸入钟罩内水银的上方(如图);

②将曲颈甄放在炉上持续加热12天;

③观察钟罩内液面上升的体积;

④计算出空气中氧气的体积分数约为空气的1/5。

(1) 水银在加热条件下会和氧气生成HgO,则该反应的化学方程式为
(2) 操作③中通过钟罩内水银上升的体积可用来判断

根据拉瓦锡研究氧气体积分数的过程,阿青总结并构建了以下解决“测量混合气体中某种气体成分体积分数”类问题的思维模型:

拉瓦锡之后,英国化学家卡文迪许也对空气成分作过一些探究:在一个密闭的容器中,①用电火花使氮气跟氧气化合,并继续加入氧气使氮气全部转化为氮的氧化物:②用碱液全部吸收氮氧化物,剩余的氧气用红热的铜除去:③打开止水夹,让水进入装置:④得出结论……请你利用阿青的思维模型进行分析,并回答下列问题:

(3) 在卡文迪许的实验中,属于“转化或吸收待测气体,减小体系内压强"这一思维模型环节的步骤是; (填序号)
(4) 卡文迪许每次实验都能观察到装置内还有不到1%的残余气体,根据所学的知识,该气体是
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