题目内容
【题目】空气是宝贵的自然资源,生活工业中都离不开它。下面是有关空气成分与用途研究的实验
(1)图1装置为实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量装置:
①写出红磷燃烧的符号表达式:_______。
②实验现象图2中,反应30s后,BC段曲线压强变大的主要原因是______;反应一段时间后,CD段曲线压强减小的原因是________;实验后期,DE段曲线压强明显变大的原因是_______引起的(填操作)。
③下表是空气成分的研究结果:
空气成分 | 氮气 | 氧气 | 稀有气体 | 二氧化碳 | 其它 |
体积分数 | 78% | 21% | 0.94% | 0.03% | 0.03% |
已知:同温同压下,气体的体积之比等于其分子个数之比。空气中氮分子与氧分子总质量之比等于_____(只需列式)。
(2)图3是工业上以空气、煤等为原料经过一定步骤合成尿素[CO(NH2)2]的流程图(部分产物已略去)。
第一步:分离空气
分离空气的常用方法有以下两种:
方法Ⅰ.将空气液化后再气化。
①液态空气气化时首先分离出氮气,则沸点:N2________O2(选填“高于”、“等于”、“低于”)。在此过程中,氧分子和氮分子_________改变(选填“发生”或“不发生”)。此分离空气法属于_________变化(填“物理”或“化学”)。
方法Ⅱ.用分子筛分离。
②分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,通过特制的分子筛 把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离,则分子大小:N2________O2(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
第二步:合成尿素
③根据图3流程写出利用NH3合成尿素和水的符号表达式:________。
④上述过程生产的尿素样品标签如图,则该尿素样品中氮元素的质量为__________kg(结果保留至0.1)。此尿素样品__________纯净的尿素(选填是或不是)。
【答案】P+O2 P2O5 红磷燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀,压强变大 红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小 打开止水夹,水倒流入集气瓶瓶内 低于 不发生 物理 大于 NH3+CO2CO(NH2)2+H2O 23.2 不是
【解析】
(1)①红磷燃烧生成五氧化二磷,故填:P+O2P2O5。
②BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀,压强变大;CD段气压变化的原因是红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小;打开止水夹,水倒流入集气瓶瓶内气压与外界气压相等时水不再倒流,DE段气压增大。
故填:红磷燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀,压强变大;红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小;打开止水夹,水倒流入集气瓶瓶内。
③相同条件下气体体积之比等于分子之比,则空气中氮分子与氧分子总质量之比为:。故填:。
(2)①液态空气气化时首先分离出氮气,则沸点:N2低于O2;在此过程中,氧分子和氮分子不发生改变;此分离空气法属于物理变化。
故填:低于;不发生;物理。
②过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离,说明N2大于O2。
故填:大于。
③氨气和二氧化碳在低温、加压条件下反应生成尿素和水,故填:NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
④上述过程生产的尿素样品标签如图,则该尿素样品中氮元素的质量为:50kg×46.4%=23.2kg;纯净的尿素中含氮元素的质量分数为:>46.4,故不是纯净的尿素。
故填:23.2;不是。
【题目】同学们在学习完氧气的性质后,知道了“氧气能使带火星的木条复燃”,在此基础上,同学们提出了以下问题,并逐一进行了探究。
(1)(问题一)带火星的木条复燃能否证明氧气是纯氧?
(进行实验)同学们用数字化实验探测仪进行实验如图,并获得了一系列数据。
集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
氧气浓度(体积分数) | 25% | 35% | 45% | … | 65% |
带火星木条情况 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 |
(收集证据)④号集气瓶内的氧气浓度可能是_____。
(实验结论)_____。
(反思与评价)分析以上数据可知欲收集瓶较为纯争的氧气最好的收集方法是_____。
(2)(问题二)铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度和铁丝粗细有关系吗?
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
氧气浓度(体积分数) | 34% | 47% | 60% | 73% | 86% |
直径0.2mm的细铁丝 | 不燃烧 | 稍有燃烧 | 剧烈燃烧 | 剧烈燃烧 | 剧烈燃烧 |
直径0.5mm的粗铁丝 | 不燃烧 | 不燃烧 | 不燃烧 | 稍有燃烧 | 剧烈燃烧 |
(收集证据)⑤号实验中细铁丝燃烧的完整实验现象是_____。
(实验解释)有关反应的化学方程式是_____,实验操作中,在集气瓶底部放少量水的目的是_____。
(实验结论)Ⅰ氧气浓度越大,铁丝燃烧越_____。Ⅱ_____。
(表达与交流)在完成铁丝燃烧的实验时,为保证实验成功需注意的一项实验操作是_____。