Question

(14分)實(shí)驗(yàn)室獲取氮?dú)庥泻芏喾N途徑，常見的有3種方法。

方法一：將氨氣（NH3）通過赤熱的裝有氧化銅的玻璃管，生成銅、氮?dú)夂退�蒸氣，除去水蒸氣后測(cè)得氮?dú)獾拿芏葹?．2508g/L。

方法二：將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮?dú)夂脱趸�銅粉末,測(cè)得該氣體的密度為1．2572g/L。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）。

為保證所得氮?dú)獗M可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置 （選填裝置編號(hào)）中加入 （填名稱）以除去其它雜質(zhì)氣體。

方法三：將亞硝酸鈉（NaNO2）和氯化銨的飽和溶液加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�。下圖是實(shí)驗(yàn)室用這種方法制N2，并測(cè)定生成N2體積的裝置（部分裝置略去），請(qǐng)回答相關(guān)問題。

 

【查閱資料】

（1）NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O

（此反應(yīng)會(huì)放出大量的熱）；

（2）B部分中冰鹽是冷凝作用   

【實(shí)驗(yàn)探究】

① ；

②20℃時(shí)，取含溶質(zhì)0．21g飽和NH4Cl溶液放入燒瓶，連接裝置；

③調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管，使其與量氣管中液面相平，記錄量氣管中水面讀數(shù)為12．0mL；

④打開分液漏斗活塞，逐滴滴入飽和NaNO2溶液，加熱至反應(yīng)發(fā)生，移走酒精燈；

⑤燒瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，關(guān)閉活塞；

⑥待冷卻至室溫，調(diào)節(jié)兩邊液面高度相平，記錄量氣管中水面讀數(shù)為100．0mL；

⑦處理剩余藥品，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）加入藥品前必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)①是 ；

（2）步驟④中，移走酒精燈的目的是 ；

（3）計(jì)算生成氮?dú)獾馁|(zhì)量和密度。 （4分，計(jì)算過程中以及最終數(shù)據(jù)均保留2位小數(shù)）

 

【解釋與結(jié)論】

1892年，英國(guó)科學(xué)家瑞利（Rayleigh）發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮?dú)庠谙嗤瑮l件下比其他方法得到的純氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右。若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作均無錯(cuò)誤，且氮?dú)庖淹耆�干燥，�?qǐng)解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 （已知：相同條件下，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，密度就越大）

【反思與評(píng)價(jià)】

（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是

C

防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā) B．保證實(shí)驗(yàn)裝置不漏氣

C．使NaNO2飽和溶液順利滴下 D．防止溶液沖入U(xiǎn)形管

（2）科學(xué)家瑞利僅僅是從小數(shù)點(diǎn)第三位數(shù)的差別，發(fā)現(xiàn)了新物質(zhì)。這啟示我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí) 和生活中要學(xué)習(xí)科學(xué)家的 ．

A．嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和敢于懷疑的批判精神

B．科學(xué)研究中遇到疑惑就趁早放棄，不要浪費(fèi)時(shí)間

C．不能因?yàn)槲⑿〉牟町惗�放過一次成功的機(jī)會(huì)

D．要相信權(quán)威，權(quán)威一定是正確的

 

Answer 1

【方法二】E（2分） 堿石灰；【方法三】【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】（1）①是檢查裝置的氣密性；（2）目的是因?yàn)榉磻?yīng)放熱，防止水準(zhǔn)管中水沖出，影響實(shí)驗(yàn);（3） 1．25g/L 【解釋與結(jié)論】空氣中含有密度比氮?dú)獯蟮奈镔|(zhì)。或空氣中含有密度（或相對(duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大。【反思與評(píng)價(jià)】C（2分）；A、C（2分）

【解析】

試題分析：方法二：中為保證所得氮?dú)獗M可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置 E中加入堿石灰以除去其它雜質(zhì)氣體。【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】（1）加入藥品前必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)①是檢驗(yàn)裝置的氣密性；（2）步驟④中，移走酒精燈的目的是目的是因?yàn)榉磻?yīng)放熱，防止水準(zhǔn)管中水沖出，影響實(shí)驗(yàn);

（3）【解析】
設(shè)反應(yīng)生成N2的質(zhì)量為x

NaNO2 + NH4Cl NaCl + 2H2O + N2↑………………… 1分

53．5 28

0．21g x （設(shè)、關(guān)系式、比例式不全扣1分）

 

x ≈ 0．11g ………………… 1分

 

實(shí)驗(yàn)生成N2的密度= =1．25g/L ………… 1分

 

 

【解釋與結(jié)論】采用方法二得到的氮?dú)庠谙嗤瑮l件下比其他方法得到的純氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右。若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作均無錯(cuò)誤，且氮?dú)庖淹耆�干燥，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是空氣中含有密度比氮?dú)獯蟮奈镔|(zhì)。或空氣中含有密度（或相對(duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大。【反思與評(píng)價(jià)】（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是C．使NaNO2飽和溶液順利滴下；（2）科學(xué)家瑞利僅僅是從小數(shù)點(diǎn)第三位數(shù)的差別，發(fā)現(xiàn)了新物質(zhì)。這啟示我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí) 和生活中要學(xué)習(xí)科學(xué)家A．嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和敢于懷疑的批判精神C．不能因?yàn)槲⑿〉牟町惗�放過一次成功的機(jī)會(huì)

考點(diǎn)：氮?dú)獾闹迫�，有關(guān)計(jì)算