Question

【題目】實驗室獲取氮氣有很多種途徑，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、氮氣和水蒸氣，除去水蒸氣后測得氮氣的密度為1．2508g/L。

方法二：將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末,測得該氣體的密度為1．2572g/L。 進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）。

為保證所得氮氣盡可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置__________________（選填裝置編號）中加入__________________（填名稱）以除去其它雜質氣體。

方法三：將亞硝酸鈉（NaNO2）和氯化銨的飽和溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣。下圖是實驗室用這種方法制N2，并測定生成N2體積的裝置（部分裝置略去），請回答相關問題。

【查閱資料】

（1）NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O

（此反應會放出大量的熱）；

（2）B部分中冰鹽是冷凝作用

【實驗探究】

① ；

②20℃時，取含溶質0．21g飽和NH4Cl溶液放入燒瓶，連接裝置；

③調節水準管，使其與量氣管中液面相平，記錄量氣管中水面讀數為12．0mL；

④打開分液漏斗活塞，逐滴滴入飽和NaNO2溶液，加熱至反應發生，移走酒精燈；

⑤燒瓶中不再產生氣泡時，關閉活塞；

⑥待冷卻至室溫，調節兩邊液面高度相平，記錄量氣管中水面讀數為100．0mL；

⑦處理剩余藥品，整理實驗臺。

【實驗分析及數據處理】

加入藥品前必須進行的實驗①是__________________；

（2）步驟④中，移走酒精燈的目的是 __________________；

（3）計算生成氮氣的質量和密度_______。 （計算過程中以及最終數據均保留2位小數）

【解釋與結論】

1892年，英國科學家瑞利（Rayleigh）發現，采用方法二得到的氮氣在相同條件下比其他方法得到的純氮氣密度總是偏大5‰左右。若實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，請解釋產生這一現象的原因是__________________________________（已知：相同條件下，氣體的相對分子質量越大，密度就越大）。

【反思與評價】

（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導管所起的作用是______。

A.防止NaNO2飽和溶液蒸發 B.保證實驗裝置不漏氣

C.使NaNO2飽和溶液順利滴下 D.防止溶液沖入U形管

（2）科學家瑞利僅僅是從小數點第三位數的差別，發現了新物質。這啟示我們在今后的學習 和生活中要學習科學家的_________________ ．

A．嚴謹求實的科學態度和敢于懷疑的批判精神

B．科學研究中遇到疑惑就趁早放棄，不要浪費時間

C．不能因為微小的差異而放過一次成功的機會

D．要相信權威，權威一定是正確的

Answer 1

【答案】 E 堿石灰 是檢查裝置的氣密性 因為反應放熱，防止水準管中水沖出，影響實驗 0．11g 1．25g/L 空氣中含有密度比氮氣大的物質。或空氣中含有密度（或相對分子質量）比氮氣大的稀有氣體，導致密度偏大 C A、C

【解析】方法二：空氣中除了氮氣、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，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，故選擇E裝置并盛裝堿石灰；
【實驗探究】
①該反應為制取氮氣的反應，所以需裝置不漏氣，實驗前需檢查裝置的氣密性；
【實驗分析及數據處理】
(1)該反應為制取氮氣的反應，所以需裝置不漏氣，實驗前需檢查裝置的氣密性；
(2)NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O+Q，該反應為放熱反應，所以加熱片刻后，即應移去酒精燈以防反應物沖出，影響實驗 ；
(3)設反應生成N2的質量為x
NaNO2+NH4ClNaCl + N2↑+2H2O
53.5 28
0.21g x

＝，解得x=0.11g；
生成氮氣的體積為：100ml-12ml=88ml=0.088L
生成氮氣的密度為：=1.25g/L；
【解釋與結論】
將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末只是除去了氧氣，其中還含有稀有氣體等雜質，由于稀有氣體的密度比氮氣密度大，所以導致氮氣密度總是偏大5‰左右。
【反思與評價】
(1)裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導管所起的作用是使NaNO2飽和溶液容易滴下，因為該反應放熱，增加蒸餾瓶內壓強，不用導管時長頸漏斗內的液體不能滴入蒸餾瓶中，故答案為C；

(2)科學家瑞利僅僅是從小數點第三位數的差別，發現了新物質，所以我們應學習科學家嚴謹的態度，不能因為微小的差異而放過一次成功的機會，故答案為AC。