Question

19世纪末，英国科学家瑞利通过如下两种实验方法制取氮气，从而导致了科学史上某种气体的重大发现．请你参与他的科学发现过程，填写下列实验报告：
实验一：从空气中分离出氮气

实　验　步　骤	解释或结论
（1）将洁净的空气通过过量的NaOH溶液，再通过浓硫酸	通过过量的NaOH溶液的目的是为了除去空气中的______．
（2）将处理后的气体通过能与氧气反应的物质，而除尽空气中的氧气． （瑞利提醒你：反应不能生成新气体）	除尽空气中氧气的化学方程式是______
（3）收集剩余气体，并测定其密度	密度为1.2572克/升

实验二：加热亚硝酸钠和氯化铵反应制取氮气，测得生成的纯氮气的密度为1.2508克/升．瑞利经过多次严密的实验，发现了两种方法测得的氮气密度均有微小差异，请你分析存在这种差异的原因是因为空气中还含有少量______．

Answer 1

解：实验一：（1）通过过量的NaOH溶液的目的是为了除去空气中的二氧化碳；
（1）选择和氧气反应的固体，且产物不生成气体即可，红磷燃烧产生的浓浓白烟是P₂O₅固体；
实验二：得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差，产生误差的可能原因有：药品的量不足，氧气没有全部耗尽；稀有气体不反应，不能除去；装置漏气等．
故答案为：
（1）CO₂或二氧化碳；
（2）4P+5O₂2P₂O₅（2Cu+O₂2cuO等其他合理答案均给分）；稀有气体或惰性气体
分析：实验一：（1）以空气为原料制取N₂，从其设计的方案可知，采取除去空气中其他气体剩余N₂ 的方法．空气中除N₂外还含有O₂、CO₂、水蒸气．二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以除二氧化碳用氢氧化钠溶液，因浓硫酸具有吸水性，所以除水蒸气选用浓硫酸，除二氧化碳时，气体要从溶液中通过，会带出水蒸气，所以要先除二氧化碳再干燥；
（2）要选择能在空气中燃烧的物质，但燃烧产物不能有气体，否则生成的气体混在N₂中，影响实验结果；
实验二：产生误差可能的原因有多方面，如药品的量不足，氧气没有全部耗尽；稀有气体不反应，不能除去；装置漏气等．
点评：此题主要考查实验方案的设计与评价，物质的除杂和分离混合物的方法，重点联系空气中氧气含量测定实验进行分析．