Question

5．氮元素的化合價較多，負價態(tài)氮與正價態(tài)氮之間發(fā)生氧化還原反應時會有氮氣產(chǎn)生．下面是甲、乙兩位學生提出的兩種制備少量氮氣的實驗方案（箭頭表示氣體的流向）．
甲：空氣→堿石灰→紅磷（點燃）→水→銅粉（灼熱）→集氣瓶
乙：NH₄NO₂（加熱）→濃硫酸→鎂粉（灼熱）→集氣瓶（提示：NH₄NO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2H₂O）
回答下列問題：
（1）甲、乙兩位學生的實驗方案是否能制氮氣？甲能、乙不能（填“能”或“不能”）．
（2）具體說明不能制取氮氣的原因并糾正（若兩種方案都能制氮氣，此小題不用回答）因為N₂和Mg反應生成Mg₃N₂，不應通過灼熱鎂粉．
（3）甲方案中堿石灰和乙方案中濃硫酸可否交換位置？說明理由：不能，甲方案中堿石灰除干燥空氣外，還要吸收空氣中的CO₂，而濃硫酸只能吸水而不能吸收CO₂．

Answer 1

分析 堿石灰能除空氣中的CO₂和水蒸氣；
紅磷能除空氣中的O₂；
水能除去生成的P₂O₅；
銅粉能除去殘余的氧氣；
集氣瓶收集得到純凈的氮氣；
所以甲學生的實驗方案能制氮氣．在乙學生的實驗方案中，制得的氮氣經(jīng)過濃硫酸后，水蒸氣被吸收；通過灼熱的鎂粉后，N₂可以和Mg反應生成Mg₃N₂，所以乙學生的實驗方案不能制氮氣．

解答 解：（1）堿石灰能除空氣中的CO₂和水蒸氣；
紅磷能除空氣中的O₂；
水能除去生成的P₂O₅；
銅粉能除去殘余的氧氣；
集氣瓶收集得到純凈的氮氣；
所以甲學生的實驗方案能制氮氣．在乙學生的實驗方案中，制得的氮氣經(jīng)過濃硫酸后，水蒸氣被吸收；通過灼熱的鎂粉后，N₂可以和Mg反應生成Mg₃N₂，所以乙學生的實驗方案不能制氮氣．
故答案為：能；不能；
（2）N₂和Mg反應生成Mg₃N₂，故答案為：因為N₂和Mg反應生成Mg₃N₂，不應通過灼熱鎂粉；
（3）堿石灰除干燥空氣外，還要吸收空氣中的CO₂，而濃硫酸只能吸水而不能吸收CO₂，故答案為：不能；甲方案中堿石灰除干燥空氣外，還要吸收空氣中的CO₂，而濃硫酸只能吸水而不能吸收CO₂．

點評 本題考查氮氧化物的產(chǎn)生及轉化，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握題給信息，結合物質(zhì)的性質(zhì)設計實驗步驟，題目難度不大．