Question

【題目】空氣是一種重要的自然資源，各成分廣泛用于生產和生活中。

（一）工業常用PSA變壓吸附制氮氣，某學習小組查閱到相關制氮氣工藝流程，并展開學習，請回答相關問題：

（資料）：

1碳分子篩對不同氣體的吸附強度不同，如圖所示；

2氣壓越大，碳分子篩吸附能力越強，反之越弱；

3碳分子篩可以再生，能重復使用。

（1）吸附塔中碳分子篩具有吸附性，這種性質是______（填“化學”、“物理”）性質，根據工藝流程，（資料）1圖像中氣體②是_______（填化學式）；

（2）根據資料，碳分子篩再生的方法是________。

（3）相比分離液態空氣制氮氣，該工藝的優點是________；

（二）氧氣有很多用途，它是一種化學性質比較活潑的氣體。

（1）下列屬于氧氣用途的是_________（填序號）。

（2）圖甲、乙、丙分別是木炭、硫粉和細鐵絲在氧氣中的反應。

①甲中木炭是___________色固體，寫出丙中反應的文字或符號表達式____________，集氣瓶底部預留一些水的原因是____________。

②上述發生的3個反應的相同點有____________（寫出一點即可）。

③做實驗甲和乙時，木炭、硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈；做丙實驗時，鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，而在空氣中只是發紅并未燃燒。據此說明可燃物能否燃燒或燃燒的劇烈程度與____________有關。

Answer 1

【答案】物理 N2 降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N2吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離 無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復使用，成本低廉 AC 黑色 Fe+O2Fe3O4 防止生成物濺落，炸裂瓶底 都是燃燒（發光、放熱、劇烈的和氧氣發生的反應） 氧氣的濃度

【解析】

（一）

（1）碳的吸附性是將氣體吸附在表面，沒有新物質生成，屬于物理性質，等體積氣體相對分子質量越大，壓強越大，氣壓越大，碳分子篩吸附能力越強，由圖示可知②的吸附能力最弱，所以氣體的相對分子質量最小，所以資料1圖象中氣體②是氮氣；
（2）降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N2吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離，所以碳分子篩可以重復使用；
（3）分離液態空氣制氮氣，需要將氮氣加壓降溫呈液態，該方法不需要將空氣降溫，碳分子篩可以重復使用，節約成本；

故答案為：（1）物理；N2；
（2）降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N2吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離
（3）無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復使用，成本低廉；

（二）

（1）由圖示可知，氧氣可應用醫療急救、航天火箭的助燃劑等是氧氣的用途；
①甲中木炭是黑色固體，丙中的反應是鐵在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，文字或符號表達式是：鐵+氧氣 四氧化三鐵或Fe+O2Fe3O4，集氣瓶底部預留一些水的原因是：防止生成物濺落，炸裂瓶底。
②上述發生的3個反應的相同點有：都是燃燒、都是化合反應等。
③做實驗甲和乙時，木炭、硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈；做丙實驗時，鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，而在空氣中只是發紅并未燃燒。據此說明可燃物能否燃燒或燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度有關。
故答為：（1）AC；
（2）①黑色，Fe+O2Fe3O4，防止生成物濺落，炸裂瓶底。②都是燃燒等；③氧氣的濃度。