Question

(14分)实验室获取氮气有很多种途径，常见的有3种方法。

    方法一：将氨气（NH₃）通过赤热的装有氧化铜的玻璃管，生成铜、氮气和水蒸气，除去水蒸气后测得氮气的密度为1．2508g/L。

    方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1．2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）。

为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置          （选填装置编号）中加入               （填名称）以除去其它杂质气体。

方法三：将亚硝酸钠（NaNO₂）和氯化铵的饱和溶液加热，氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N₂，并测定生成N₂体积的装置（部分装置略去），请回答相关问题。

【查阅资料】

（1）NaNO₂+NH₄ClNaCl+N₂↑+2H₂O

   （此反应会放出大量的热）；

（2）B部分中冰盐是冷凝作用   

【实验探究】

①    ；

②20℃时，取含溶质0．21g饱和NH₄Cl溶液放入烧瓶，连接装置；

③调节水准管，使其与量气管中液面相平，记录量气管中水面读数为12．0mL；

④打开分液漏斗活塞，逐滴滴入饱和NaNO₂溶液，加热至反应发生，移走酒精灯；

⑤烧瓶中不再产生气泡时，关闭活塞；

⑥待冷却至室温，调节两边液面高度相平，记录量气管中水面读数为100．0mL；

⑦处理剩余药品，整理实验台。

【实验分析及数据处理】

（1）加入药品前必须进行的实验①是                                ；

（2）步骤④中，移走酒精灯的目的是                               ；

（3）计算生成氮气的质量和密度。 （4分，计算过程中以及最终数据均保留2位小数）

【解释与结论】

1892年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因是                                  （已知：相同条件下，气体的相对分子质量越大，密度就越大）                     

【反思与评价】

（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是     

C

防止NaNO₂饱和溶液蒸发           B．保证实验装置不漏气

C．使NaNO₂饱和溶液顺利滴下        D．防止溶液冲入U形管

（2）科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别，发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家的                  ．

A．严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神

B．科学研究中遇到疑惑就趁早放弃，不要浪费时间

C．不能因为微小的差异而放过一次成功的机会

D．要相信权威，权威一定是正确的

Answer

【方法二】E（2分） 碱石灰；【方法三】【实验分析及数据处理】（1）①是检查装置的气密性；（2）目的是因为反应放热，防止水准管中水冲出，影响实验;（3） 1．25g/L 【解释与结论】空气中含有密度比氮气大的物质。或空气中含有密度（或相对分子质量）比氮气大的稀有气体，导致密度偏大。【反思与评价】C（2分）；A、C（2分）

【解析】

试题分析：方法二：中为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置 E中加入碱石灰以除去其它杂质气体。【实验分析及数据处理】（1）加入药品前必须进行的实验①是检验装置的气密性；（2）步骤④中，移走酒精灯的目的是目的是因为反应放热，防止水准管中水冲出，影响实验;

（3）【解析】
设反应生成N2的质量为x

NaNO2 + NH4Cl NaCl + 2H2O + N2↑………………… 1分

53．5 28

0．21g x （设、关系式、比例式不全扣1分）

x ≈ 0．11g ………………… 1分

实验生成N2的密度= =1．25g/L ………… 1分

【解释与结论】采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，产生这一现象的原因是空气中含有密度比氮气大的物质。或空气中含有密度（或相对分子质量）比氮气大的稀有气体，导致密度偏大。【反思与评价】（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是C．使NaNO2饱和溶液顺利滴下；（2）科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别，发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家A．严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神C．不能因为微小的差异而放过一次成功的机会

考点：氮气的制取，有关计算