Question

13．早在1785年，卡文迪許在測定空氣組成時，除去空氣中的O₂、N₂等已知氣體后，發(fā)現(xiàn)最后總是留下一個體積不足總體積$\frac{1}{200}$的小氣泡．
1892年，瑞利在測定氮氣密度時發(fā)現(xiàn)，從空氣中得到的氮氣密度為1.2572g/L，而從氨分解得到的氮氣密度為1.2508g/L．兩者相差0.0064g/L．
有人認為：以上兩種氮氣很小的密度差別可能來源于實驗誤差，瑞利在多次試驗中發(fā)現(xiàn)，從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大．
瑞利和拉姆賽共同研究后認為：以上兩個實驗中的“小誤差”可能有某種必然的聯(lián)系，并預測大氣中含有某種較重的未知氣體．經(jīng)反復實驗，他們終于發(fā)現(xiàn)了一種化學性質極不活潑的新氣體．
（1）瑞利根據(jù)什么堅持認為兩種氮氣很小的密度差別不可能來源于實驗誤差？根據(jù)“從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大”．
（2）在瑞利和拉姆賽預測中的那種未知的氣體密度與氮氣密度比較是大（選填“大”或“小”或“無法確定”）．
（3）某同學使用以下一些裝置來模擬卡文迪許的實驗：

請將儀器連接的最佳順序（按空氣流向填各接口的編號）排列于右：→f→g→c→b→h→i→d→e→a．其中，D裝置的作用是除去空氣中的酸性氣體；E裝置的作用是除去氧氣；寫出在C裝置中發(fā)生化學反應的方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）兩種方法得到的氮氣，其密度之間的微小差異是由必然因素造成的．原因是空氣中除了氧氣和氮氣外，還含有其他氣體；
（2）空氣中除了氧氣和氮氣外，還含有其他氣體，例如稀有氣體，因為從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大，所以推測那種未知的氣體密度比氮氣密度大；
（3）裝置要除去二氧化碳、氧氣和水，需要使用氫氧化鈉溶液、過量的銅粉和濃硫酸，最后得到氮氣．

解答 解：（1）兩種方法得到的氮氣，其密度之間的微小差異是由必然因素造成的．原因是空氣中除了氧氣和氮氣外，還含有其他氣體，因此兩種氮氣很小的密度差別不可能來源于實驗誤差，根據(jù)“從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大”；
（2）空氣中除了氧氣和氮氣外，還含有其他氣體，例如稀有氣體，因為從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大，所以推測那種未知的氣體密度比氮氣密度大；
（3）除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，可以使用氫氧化鈉溶液和濃硫酸，需要先除去二氧化碳后進行氣體的干燥，這兩個過程都需要長盡短出，再用過量的銅粉除去氧氣，最后驗證氮氣．
答案：
（1）根據(jù)“從空氣中得到的氮氣密度總是比從氨分解得到的氮氣密度略大”；
（2）大；
（3）f，g，c，b，h，i，d，e；
除去空氣中的酸性氣體；除去氧氣；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點評 本題根據(jù)化學史材料及考綱要求改編而成，融信息與化學實驗于一體，既考核知識與技能，又注重過程與方法，符合當前課改方向．