空氣是一種重要的資源，人類(lèi)的生產(chǎn)生活離不開(kāi)空氣，對(duì)于空氣的研究人類(lèi)從未停止。
研究一：從空氣中獲得氮?dú)猓∟₂），并進(jìn)行氨氣的合成。氨氣（NH₃）是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，可用于制造硝酸和氮肥。工業(yè)合成氨氣的流程如圖1所示，在鐵觸媒作用下，用體積比為1：3的氮?dú)猓∟₂）和氫氣（H₂）合成氨氣，當(dāng)容器中氨氣的含量不再發(fā)生變化時(shí)（平衡時(shí)），測(cè)得氨氣的含量分別與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。

（1）工業(yè)上可用

分離空氣

分離空氣

的方法從空氣中獲得合成氨氣的原料——氮?dú)?，該方法是利用空氣中各成?

B

B

的不同將空氣成分進(jìn)行分離。
A．熔點(diǎn)
B．沸點(diǎn)
C．密度
（2）該反應(yīng)過(guò)程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有

氮?dú)夂蜌錃?/div>

氮?dú)夂蜌錃?/div>。
（3）按下列條件進(jìn)行合成氨氣反應(yīng)，平衡時(shí)氨氣的含量最高的是

C

C

（填字母）。
A.200大氣壓、300℃
B.200大氣壓、500℃
C.400大氣壓、300℃
D.400大氣壓、500℃
研究二：三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別利用不同的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量：
A組實(shí)驗(yàn)：利用紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量

圖3是利用氣壓傳感器測(cè)定紅磷燃燒時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓變化的實(shí)驗(yàn)裝置；
圖4是集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的變化情況。
（4）點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并把橡皮塞塞緊。待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)止水夾。下列有關(guān)圖4的分析不正確的是

D

D

。
A.BC段氣壓增大的主要原因是燃燒放熱
B.CD段氣壓減小的主要原因是集氣瓶?jī)?nèi)氧氣不斷被消耗且瓶?jī)?nèi)溫度逐漸冷卻
C.DE段氣壓增大的主要原因是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶
D.若用木炭代替紅磷完成此實(shí)驗(yàn)，集氣瓶?jī)?nèi)氣壓變化趨勢(shì)與圖4基本一致
（5）經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)停止并恢復(fù)至室溫，用氧氣濃度傳感器測(cè)得集氣瓶?jī)?nèi)始終有8%左右的氧氣殘留，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中倒吸入瓶?jī)?nèi)的水的體積能達(dá)到理論值（五分之一）其可能的操作原因是

點(diǎn)燃紅磷后沒(méi)有迅速伸入集氣瓶中，或止水夾沒(méi)有夾緊

點(diǎn)燃紅磷后沒(méi)有迅速伸入集氣瓶中，或止水夾沒(méi)有夾緊

。
B組實(shí)驗(yàn)：加熱銅粉測(cè)定空氣中氧氣含量
圖5是銅粉與氧氣加熱后生成氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置
（6）實(shí)驗(yàn)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①組裝裝置，檢查裝置的氣密性；
②向試管中加入足量的銅粉，銅粉要足量的原因是

消耗盡裝置中的氧氣

消耗盡裝置中的氧氣

；
③點(diǎn)燃酒精燈，不停地抽拉注射器的活塞，充分反應(yīng)后停止加熱。試管中發(fā)生的反應(yīng)文字表達(dá)式為

銅+氧氣

加熱

氧化銅。

銅+氧氣

加熱

氧化銅。

。
（7）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度線上，實(shí)驗(yàn)結(jié)束并等到具支試管冷卻后觀察，活塞前沿約停在

8

8

mL的刻度線上。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有不斷推拉注射器，則可能導(dǎo)致測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)

偏小

偏小

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）。
（8）裝置中小氣球的作用是

防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)驟增，沖開(kāi)橡皮塞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗

防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)驟增，沖開(kāi)橡皮塞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗

。
C組實(shí)驗(yàn)：用鐵生銹原理測(cè)定空氣中氧氣含量
圖6是利用鐵粉生銹消耗空氣中的氧氣和水，測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

（9）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是

20.7%

20.7%

（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%），相比較A組實(shí)驗(yàn)，該方法測(cè)定結(jié)果更精確。

測(cè)量項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前燒杯中水的體積	實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余水的體積	實(shí)驗(yàn)后集氣瓶（扣除內(nèi)容物）和導(dǎo)管的容積
體積/mL	80.0	49.0	150.0

（10）C組學(xué)生觀察B組學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，想利用銅粉生銹來(lái)進(jìn)行空氣中氧氣的含量測(cè)定，那么請(qǐng)你預(yù)測(cè)，用此法測(cè)定的氧氣含量會(huì)

偏小

偏小

（“偏大”或“偏小”或“接近理論值”）。（提示：銅+氧氣+二氧化碳+水→堿式碳酸銅）