Question

【題目】19世紀末,英國科學家瑞利在對氣體密度（通常在混合氣體中，相對分子質量大的氣體的體積分數(shù)越大，則混合氣體的平均密度就越大）進行測定的工作中，發(fā)現(xiàn)以不同來源的N2進行測定時，會出現(xiàn)不能消除的微小誤差，從而導致了稀有氣體的發(fā)現(xiàn)。在實驗中，瑞利利用了如下圖所示的實驗系統(tǒng)（箭頭表示氣體流向），通過的氣體經過凈化處理的純氧氣或空氣。

（1）實驗中要保證Cu絲始終保持紅熱，其中發(fā)生的化學反應可表示為：___________，2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O。倘若在實驗中觀察到銅絲變黑，可采用的措施是______________，在此反應過程中銅絲的作用是_________和__________；濃硫酸的作用是吸收多余的氨氣和______________。

（2）當通過的氣體為純氧時，測得氣體的密度為ρ1。

（3）在空氣的凈化過程中，為除去可能混有的H2S、CO2和水蒸氣，可將氣體先通過_____________，當凈化后的空氣通過上述反應系統(tǒng)，在這種情況下測得最終密度ρ2=1.256g·L－1。

（4）當空氣直接通過灼熱的Cu網，測得氣體的密度為ρ3。試ρ1、ρ2、ρ3比較的大�。篲_______________。

Answer 1

【答案】（1）2Cu+O22CuO，減慢氧氣的流速或加熱液氨；催化劑和指示劑；吸收混合氣體中的水蒸氣（3）堿石灰（4）ρ1＜ρ2＜ρ3

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)氨氣和氧化銅反應生成銅、氮氣、水，以及紅熱的銅和氧氣，可以判斷出方程式為：2Cu + O2 2CuO，根據(jù)反應方程式可知，銅在反應中起一個鏈接作用，銅變成黑色，說明氨氣消耗的氧化銅少了，氧氣量太大，故答案為：減慢氧氣的流速或加熱液氨，縱觀兩個反應，可以看出，銅在整個反應過程中，只起了個中間環(huán)節(jié)作用，本身的化學性質和質量都不變，通過銅絲顏色的變化，可以看出通入氧氣的多少，故答案為：催化劑和指示劑，該反應需要的是氮氣，所以需要除去水和剩余的氨氣，故答案為：吸收混合氣體中的水蒸氣．

（3）該反應需要的是不同來源的氮氣，而硫化氫、二氧化碳是酸性氣體，要用堿性的物質吸收，還得會吸收水分，故答案為：堿石灰，

（4）根據(jù)反應流程可知，（2）題中反應剩下的只有氮氣，密度為ρ1，（3）中剩下的氣體有稀有氣體和氮氣，密度為ρ2，（4）中剩下的氣體有氮氣、水蒸氣、二氧化碳、稀有氣體，根據(jù)氣體的組成可以確定密度的大小，故答案為：ρ1＜ρ2＜ρ3．