题目内容
【题目】(一)19世纪末,科学家瑞利通过如下两种方法制得氮气,并测得其密度,从而导致了科学史上的某项重大发现。请你参与氮气的科学发现过程。
方法Ⅰ:利用空气分离出氮气
实验步骤 | 解释或结论 |
(1)将清新洁净的空气通过NaOH溶液,再通过浓硫酸。 | 通过NaOH溶液反应的化学方程式为___________。通过浓硫酸的目的是为了除去空气中的水蒸气。 |
(2)将气体通过能与氧气反应的物质(提示:反应不能生成新的气体)。 | 请写出能用于除去氧气的物质名称:__________。 |
(3)收集剩余气体,并测定该气体的密度。 | 密度:1.257 2 g˙L-1 |
方法Ⅱ:用亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵(NH4Cl)反应制取氮气,同时还生成了氯化钠和一种常见的液态物质。测得由此法得到的氮气密度为1.250 8 g˙L-1。该反应的化学方程式为___________________, NaNO2中N元素的化合价为_______。
讨论:瑞利教授经过多次严密的实验,发现方法Ⅱ测得的氮气密度均小于方法Ⅰ,试分析其原因为_____________________。
(二)利用物质沸点不同可以实现混合物的分离,根据下表数据判断.
物质 | H2 | N2 | O2 | NH3 |
沸点/℃ | 252.8 | 195.8 | 183.0 | 33.35 |
工业上制取氧气,控制温度在195.8℃<T<__℃时,可以将液态空气中的氮气与氧气分离开.
【答案】 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 铜(或红磷) NaNO2+ NH4Cl === NaCl +2 H2O + N2↑ +3 方法Ⅰ中还有惰性气体等杂质气体 -183.0
【解析】方法Ⅰ:(1)空气中含有部分二氧化碳,经过氢氧化钠溶液后二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应方程式为2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
(2)铜和红磷可以与氧气反应生成固体氧化铜和五氧化二磷 ,故填铜或红磷;
方法Ⅱ:(1)亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵(NH4Cl)反应制取氮气、氯化钠 和一种液体,根据质量守恒定律,这种液体是水,故反应方程式为NaNO2+ NH4Cl === NaCl +2 H2O + N2↑;
方法1的剩余气体中含有稀有气体等气体,故密度不准确;温度在195.8时就会有氮气溢出,故温度必须大于195.8,氧气在183.0摄氏度时由液态变为气态,故温度控制在183.0度以内;
【题目】某化学兴趣小组的同学对碳酸钙高温加热一段时间剩余固体的成分进行探究.
(提出问题)剩余固体成分是什么?
(提出猜想)猜想Ⅰ.全部是碳酸钙
猜想Ⅱ. _________ 猜想Ⅲ.既有碳酸钙,也有氧化钙
(设计并完成实验)
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)取少量固体于试管中,加适量水振荡后静置,再滴几滴无色酚酞试液 | 溶液变红 | 说明固体成分中一定含有_____。 |
(2)再取少量固体于另一试管中滴加过量___。 | 有气泡生成 | 说明猜想Ⅲ正确. |
(交流与分析)取操作(1)中的清液于另一支试管中通入CO2,发生的反应是_____(用化学方程式表)。
若剩余固体的成分与猜想Ⅰ相符,则可能的原因是_________(答一条)