Question

【題目】實驗室獲取氮氣有很多種途徑，常見的3種方法是：

方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮氣和銅；

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；

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)化為氮氣，產(chǎn)物中還含有相對分子量最小的氧化物。進行實驗時可選擇的實驗儀器如圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）：

（1）方法一：制氮氣所需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反應的發(fā)生裝置最好選用____（選填裝置編號）。請寫出生石灰在此反應中的作用：______

（2）方法二：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_________________以除去其它雜質(zhì)氣體。

（3）方法三：制氮氣的化學方程式為_________。

（4）1892年，英國科學家瑞利（（ Rayleigh）發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮氣在相同條件下比方法三得到的氮氣密度總是偏大50‰．左右。若上述實驗設(shè)計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，請解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因：_____________。

Answer 1

【答案】D生石灰和水反應放熱，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，減少了溶劑E堿石灰NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O方法二制得的氮氣中含有密度（或相對分子質(zhì)量）比氮氣大的稀有氣體，導致密度偏大

【解析】

(1)用CaO和濃氨水反應，應選固液常溫型的發(fā)生裝置，即D；濃氨水常溫下跟生石灰反應生成氨氣和氫氧化鈣，化學方程式為CaO+NH3H2O=NH3↑+Ca（OH）2，因為氨水不穩(wěn)定易揮發(fā)，生石灰和水反應生成熟石灰的過程中，生石灰的兩個作用是：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(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)信息反應物是亞硝酸鈉（NaNO2）和氯化銨，反應條件是加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮氣，反應前后元素的種類不變，因此生成物還有氯化鈉和水，因此反應的方程式為：

NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O；

(4)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(zhì)，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。