N2在諸多領域用途廣泛。某化學興趣小組爲探究在實驗室製備較爲純淨N2的方法,進行了認真的準備。請你參與交流與討...
問題詳情:
N2在諸多領域用途廣泛。某化學興趣小組爲探究在實驗室製備較爲純淨N2的方法,進行了認真的準備。請你參與交流與討論。
[查閱資料]N2的製法有下列三種方案:
方案1:加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液製得N2。
方案2:加熱條件下,以NH3還原CuO可製得N2,同時獲得活*銅粉。
方案3:將空氣緩緩通過灼熱的銅粉獲得較純的N2。
[實驗準備]以實驗室常見儀器(*品)等設計的部分裝置如下圖(部分夾持和加熱儀器未畫出)。
[分析交流]
(1)若以方案1製得N2,應選擇的發生裝置是_____________________________。
(2)若按方案2製得乾燥、純淨的N2,且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料,整套制氣裝置按氣流從左到右的連接順序是______________(填字母)。獲得N2的反應原理是________________________________________________________________________(寫反應方程式)。
(3)若以排水法收集N2,其中會混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法,其原因是________________________________________________________________________。
你提出的收集方法是________________________________________________________________________。
(4)上述三個方案中,製得的N2純度最差的是________。在N2純度要求不甚嚴格的情況下,有人建議將方案2和方案3結合使用,你認爲其優點是________________________________________________________________________。
【回答】
* (1)A
(2)E→D→B→C 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
(3)N2的相對分子質量28與空氣的平均相對分子質量相近(用氣體密度大小比較回答問題也可) 用氣囊收集(其他合理*也可)
(4)方案3 CuO和Cu可循環利用,節省*品
解析 (1)採用反應器的特點與反應物的狀態以及反應條件有關,方案1爲加熱兩種液態物質,符合此條件的只有A裝置。(2)方案2爲固體和氣體的反應,反應器應選擇B,但要求通入的氨氣乾燥且純淨,利用濃氨水和生石灰反應制取氨氣爲固液不加熱的裝置,選擇E,但同時有水蒸氣生成,因此利用鹼石灰來乾燥,反應完畢後產生的水蒸氣與沒有參與反應的氨氣與氮氣一同導出,利用濃硫*既可以除去水,又可以除去氨氣。(3)排氣法收集氣體主要是利用氣體密度的差別。因此利用可以直接排空內部空氣的裝置來收集氮氣。(4)方案3利用了除去空氣中的氧氣即得氮氣的原理,空氣中除了氧氣和氮氣外還有二氧化碳和稀有氣體,因此不純淨。
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:實驗,探究題
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