N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法,进行了认真的准备。请你参与交流与讨...
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N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法,进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。
[查阅资料]N2的制法有下列三种方案:
方案1:加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。
方案2:加热条件下,以NH3还原CuO可制得N2,同时获得活*铜粉。
方案3:将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。
[实验准备]以实验室常见仪器(*品)等设计的部分装置如下图(部分夹持和加热仪器未画出)。
[分析交流]
(1)若以方案1制得N2,应选择的发生装置是_____________________________。
(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料,整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是______________(填字母)。获得N2的反应原理是________________________________________________________________________(写反应方程式)。
(3)若以排水法收集N2,其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法,其原因是________________________________________________________________________。
你提出的收集方法是________________________________________________________________________。
(4)上述三个方案中,制得的N2纯度最差的是________。在N2纯度要求不甚严格的情况下,有人建议将方案2和方案3结合使用,你认为其优点是________________________________________________________________________。
【回答】
* (1)A
(2)E→D→B→C 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
(3)N2的相对分子质量28与空气的平均相对分子质量相近(用气体密度大小比较回答问题也可) 用气囊收集(其他合理*也可)
(4)方案3 CuO和Cu可循环利用,节省*品
解析 (1)采用反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关,方案1为加热两种液态物质,符合此条件的只有A装置。(2)方案2为固体和气体的反应,反应器应选择B,但要求通入的氨气干燥且纯净,利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置,选择E,但同时有水蒸气生成,因此利用碱石灰来干燥,反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出,利用浓硫*既可以除去水,又可以除去氨气。(3)排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。因此利用可以直接排空内部空气的装置来收集氮气。(4)方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理,空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体,因此不纯净。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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