Question

(14分)實驗室獲取氮氣有很多種途徑，常見的有3種方法。
方法一：將氨氣（NH₃）通過赤熱的裝有氧化銅的玻璃管，生成銅、氮氣和水蒸氣，除去水蒸氣后測得氮氣的密度為1．2508g/L。
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,測得該氣體的密度為1．2572g/L。 進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）。

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              （填名稱）以除去其它雜質氣體。
方法三：將亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨的飽和溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣。下圖是實驗室用這種方法制N₂，并測定生成N₂體積的裝置（部分裝置略去），請回答相關問題。

【查閱資料】
（1）NaNO₂+NH₄ClNaCl+N₂↑+2H₂O
（此反應會放出大量的熱）；
（2）B部分中冰鹽是冷凝作用   
【實驗探究】
①   ；
②20℃時，取含溶質0．21g飽和NH₄Cl溶液放入燒瓶，連接裝置；
③調節水準管，使其與量氣管中液面相平，記錄量氣管中水面讀數為12．0mL；
④打開分液漏斗活塞，逐滴滴入飽和NaNO₂溶液，加熱至反應發生，移走酒精燈；
⑤燒瓶中不再產生氣泡時，關閉活塞；
⑥待冷卻至室溫，調節兩邊液面高度相平，記錄量氣管中水面讀數為100．0mL；
⑦處理剩余藥品，整理實驗臺。
【實驗分析及數據處理】
（1）加入藥品前必須進行的實驗①是                               ；
（2）步驟④中，移走酒精燈的目的是                              ；
（3）計算生成氮氣的質量和密度。 （4分，計算過程中以及最終數據均保留2位小數）
【解釋與結論】
1892年，英國科學家瑞利（Rayleigh）發現，采用方法二得到的氮氣在相同條件下比其他方法得到的純氮氣密度總是偏大5‰左右。若實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，請解釋產生這一現象的原因是                                  （已知：相同條件下，氣體的相對分子質量越大，密度就越大）                     
【反思與評價】
（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導管所起的作用是     
C
防止NaNO₂飽和溶液蒸發           B．保證實驗裝置不漏氣
C．使NaNO₂飽和溶液順利滴下        D．防止溶液沖入U形管
（2）科學家瑞利僅僅是從小數點第三位數的差別，發現了新物質。這啟示我們在今后的學習 和生活中要學習科學家的                  ．
A．嚴謹求實的科學態度和敢于懷疑的批判精神
B．科學研究中遇到疑惑就趁早放棄，不要浪費時間
C．不能因為微小的差異而放過一次成功的機會
D．要相信權威，權威一定是正確的

Answer 1

【方法二】E（2分） 堿石灰；【方法三】【實驗分析及數據處理】（1）①是檢查裝置的氣密性；（2）目的是因為反應放熱，防止水準管中水沖出，影響實驗;（3） 1．25g/L 【解釋與結論】空氣中含有密度比氮氣大的物質。或空氣中含有密度（或相對分子質量）比氮氣大的稀有氣體，導致密度偏大。【反思與評價】C（2分）；A、C（2分）

試題分析：方法二：中為保證所得氮氣盡可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置 E中加入堿石灰以除去其它雜質氣體。【實驗分析及數據處理】（1）加入藥品前必須進行的實驗①是檢驗裝置的氣密性；（2）步驟④中，移走酒精燈的目的是目的是因為反應放熱，防止水準管中水沖出，影響實驗;
（3）解：設反應生成N₂的質量為x
NaNO₂ + NH₄Cl  NaCl + 2H₂O + N₂↑…………………   1分
53．5                 28
0．21g                x          （設、關系式、比例式不全扣1分）

x ≈ 0．11g    …………………  1分
實驗生成N₂的密度=      =1．25g/L   …………   1分
【解釋與結論】采用方法二得到的氮氣在相同條件下比其他方法得到的純氮氣密度總是偏大5‰左右。若實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，產生這一現象的原因是空氣中含有密度比氮氣大的物質。或空氣中含有密度（或相對分子質量）比氮氣大的稀有氣體，導致密度偏大。【反思與評價】（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導管所起的作用是C．使NaNO₂飽和溶液順利滴下；（2）科學家瑞利僅僅是從小數點第三位數的差別，發現了新物質。這啟示我們在今后的學習 和生活中要學習科學家A．嚴謹求實的科學態度和敢于懷疑的批判精神C．不能因為微小的差異而放過一次成功的機會