Question

16．實(shí)驗(yàn)室獲取氮?dú)庥泻芏喾N途徑，常見的3種方法是：
方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮?dú)夂豌~；
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；
方法三：將亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?br />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）：

（1）方法一：制氮?dú)馑�需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反�?yīng)的發(fā)生裝置最好選用D（選填裝置編號(hào)）．請(qǐng)寫出生石灰在此反應(yīng)中的兩個(gè)作用：生石灰和水反應(yīng)放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣，生石灰與水反應(yīng)，減少了溶劑．
（2）方法二：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 （選填裝置編號(hào)）中加入堿石灰以除去其它雜質(zhì)氣體．
（3）方法三：制氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O．
（4）綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑與溶劑．在制取氮?dú)獾?種方法中，聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨(dú)使用方法三相比，具有很多優(yōu)越性，請(qǐng)從綠色化學(xué)的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)：銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑．
（5）1892年，英國科學(xué)家瑞利（Rayleigh）發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮?dú)庠谙嗤瑮l件下比方法三得到的氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右．若上述實(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：方法二制得的氮?dú)庵泻�有密度（或相�?duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，對(duì)比原料及生產(chǎn)過程分析生石灰的作用：生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰，一方面消耗氨水中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)，可以通過堿性干燥劑完成；
（3）根據(jù)反應(yīng)物及題目的信息結(jié)合元素守恒判斷生成物寫出化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)綠色化學(xué)的定義結(jié)合反應(yīng)的原理對(duì)比分析優(yōu)點(diǎn)；
（5）根據(jù)方法二得到的氮?dú)獠患冞M(jìn)行考慮．

解答 解：（1）用CaO和濃氨水反應(yīng)，應(yīng)選固液常溫型的發(fā)生裝置，即D；濃氨水常溫下跟生石灰反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈣，化學(xué)方程式為CaO+NH₃•H₂O=NH₃↑+Ca（OH）₂，因?yàn)榘彼�不穩(wěn)定易揮發(fā)，生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰的過程中，生石灰的兩個(gè)作用是：一方面消耗氨水溶液中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
（2）空氣中除了氮?dú)�、氧氣外，還含有二氧化碳、水蒸氣等，為保證所得氨氣盡可能純凈，要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)，可以通過堿性干燥劑-堿石灰，既可以吸收二氧化碳又能吸收水；
（3）根據(jù)信息反應(yīng)物是亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨，反應(yīng)條件是加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓�反�?yīng)前后元素的種類不變，因此生成物還有氯化鈉和水，化學(xué)方程式為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
（4）從題中信息可知，NH₃和CuO生成Cu和N₂  而空氣和Cu生成CuO，故Cu和CuO可以循環(huán)使用，方法三使用有毒的亞硝酸鈉，方法一和二避免使用有毒物質(zhì)而造成污染，因此聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨(dú)使用方法三相比的優(yōu)點(diǎn)有：銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑（或避免使用有毒物質(zhì)而造成污染）；（5）將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮?dú)夂脱趸�銅粉末只是除去了氧氣，其中還含有稀有氣體等雜質(zhì)，由于稀有氣體的密度比氮?dú)饷芏却螅�所以�?dǎo)致氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右．
故答案為：（1）D； 生石灰和水反應(yīng)放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣（或降低氨氣的溶解度）；生石灰與水反應(yīng)，減少了溶劑；
（2）E，堿石灰；
（3）NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
（4）銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑（或避免使用有毒物質(zhì)而造成污染）；
（5）方法二制得的氮?dú)庵泻�有密度（或相�?duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題是一信息題，考查學(xué)生的知識(shí)拓展遷移能力，要求學(xué)生有良好的分析能力，能會(huì)從題干信息中找突破口，根據(jù)信息將學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行遷移．