Question

某兴趣小组计划对空气成分进行探究，以下是他们的实验设计方案：空气→除去二氧化碳和水蒸气→除去氧气→氮气

（1）除去二氧化碳和水蒸气：图1中装置A的作用是吸收二氧化碳，装置B的作用是吸收水蒸气。

（2）除去氧气：该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理，除去了（1）中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中（装置如图2），使用汞的优点有______。

A汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体

B时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽

C无法观察装置中气体体积的变化

D得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积=原空气体积

（3）分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度（假设要除去的气体均已除净）与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是______。

（4）拓展与延伸：实验室如何制取氮气呢？请阅读资料并回答下列问题

①仪器B的名称是______。

②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，其发生装置应选择的仪器有______（填序号），还必须补充的一种仪器是______。若用上述装置制氧气，反应的文字表达式为______。

③根据已有知识，收集氮气只能用______法，理由是______。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约体积的氮气，该如何操作______。

Answer

ABD 得到的气体中还含有稀有气体 锥形瓶 CDF 酒精灯 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 排水 氮气密度接近空气且难溶于水 向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中，当收集到约剩余五分之一体积水时，停止收集，移出集气瓶，放在实验台上

【解析】

（2）除去氧气，装置如图2，使用汞的优点有：

A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体，正确；

B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，正确；

C．装置内氧气被消耗，玻璃钟罩内液面会上升，可以观察装置内气体体积变化，错误；

D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积=原空气体积，正确；

故选：ABD。

（3）该小组按设计方案得到的氮气中还含有稀有气体（化学性质稳定，很难除去）未除去，与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是：得到的气体中还含有稀有气体；故填：得到的气体中还含有稀有气体。

（4）①仪器B的名称是锥形瓶；故填：锥形瓶。

②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，属于固体加热型发生装置，其发生装置应选择的仪器有：CDF，还必须补充的一种仪器是：酒精灯；如果是高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热；故填：CDF；酒精灯；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。

③氮气的密度比空气略小，难溶于水，因此只能用排水法收集。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约五分之一体积的氮气，操作方法是：向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中，当收集到约剩余五分之一体积水时，停止收集，移出集气瓶，放在实验台上。故填：排水；氮气密度接近空气且难溶于水；向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中，当收集到约剩余五分之一体积水时，停止收集，移出集气瓶，放在实验台上。