Question

实验室常用加热（85℃）NH₄Cl和NaNO₂两种饱和溶液的方法制取N₂，如图是实验室用这种方法制N₂，并测定生成N₂体积的装置（部分装置略去），请回答相关问题：
【查阅资料】：
1、NH₄Cl和NaNO₂反应生成NaCl、H₂O及N₂，并放出大量热量；
2、20℃时，NH₄Cl的溶解度约为37g；
3、N₂难溶于水，实验条件下，密度为1.25g?L^-1．
【实验步骤】：
①

 

；
②20℃时，取0.78g饱和NH₄Cl溶液放入烧瓶，连接装置；
③调节水准管，使其与量气管中液面相平，记录量气管中水面读数为12mL；
④打开分液漏斗活塞，逐滴滴入饱和NaNO₂溶液，加热至反应发生，移走酒精灯；
⑤烧瓶中不再产生气泡时，关闭活塞；
⑥待冷却至室温，调节两边液面高度相平，记录量气管中水面读数为V mL；
⑦处理剩余药品，整理实验台．
【实验分析及数据处理】：
（1）写出装置中仪器的名称：a、

 

；b、

 

；
（2）反应的化学方程式为：

 

；
（3）完善实验步骤中的所缺部分：①

 

；
（4）步骤④中，移走酒精灯的目的是

 

；
（5）NH₄Cl是一种

 

（填“易溶”、“可溶”、“微溶”、“难溶”）物质．20℃时，其饱和溶液中溶质质量分数为

 

．根据实验数据计算，生成氮气约为多少毫升？（计算过程中，中间数据保留2位小数，最终结果为整数；相对分子质量：Mr-NH₄Cl：53.5、Mr-N₂：28）
（6）根据计算结果，步骤⑥中V的数值为

 

；
（7）实验中，实际测得氮气的体积偏大，可能原因是

 

．
A．实验中加入饱和NaNO₂溶液的体积也被作为生成N₂的体积
B．装置漏气．

Answer 1

分析：（1）熟记常见仪器的名称；
（2）根据化学方程式书写注意事项写出化学方程式；
（3）根据制取气体时需要检查装置气密性考虑；
（4）根据实验室用饱和NaNO₂和NH₄Cl溶液反应制取氮气的反应为放热反应考虑；
（5）根据溶解度是37g进行回答本题；
（6）根据氯化铵的质量算出生成氮气的质量，再除以氮气的体积；
（7）根据能使生成的气体体积增加考虑．

解答：解：（1）熟记常见仪器的名称，a是分液漏斗，b是铁架台；
（2）反应物是亚硝酸钠和氯化铵，生成物是氯化钠、水、氮气，用观察法配平，所以方程式是：NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）该反应为制取氮气的反应，所以需装置不漏气，实验前需检查装置的气密性，方法是关闭分液漏斗下端活塞并将导管连接长导管后置于水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯后导管内有一段水柱，则装置气密性好；反之，则装置气密性不好；
（4）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O↑+Q，+Q说明该反应为放热反应，所以加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出；
（5）20℃时，NH₄Cl的溶解度约为37g大于10g属于易溶物质；20℃时，其饱和溶液中溶质质量分数为：

37g

100g+37g

×100%=27%；0.78g饱和NH₄Cl溶液中，NH₄Cl的质量为：0.78×27%≈0.21g，设反应生成N₂的质量为x
NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+2H₂O+N₂↑
      53.5              28
      0.21g             x
根据：

53.5

28

=

0.21g

x

解得x=0.11g；生成氮气的体积为：

0.11g

1.25g?L-1

=0.088L=88毫升；
（6）由计算结果可知V=12mL+88mL=100mL；
（7）实验中加入饱和NaNO₂溶液的体积也被作为生成N₂的体积，可导致实际测得氮气的体积偏大，如果装置漏气，不能测出氮气的体积．
故答案为：（1）a、分液漏斗；b、铁架台；
（2）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）检查气密性；
（4）因为反应放热，防止水准管中水冲出，影响实验（必须写出关键词“反应放热”）；
（5）易溶；27%；88毫升；
（6）100mL；
（7）A．

点评：本题主要考查了实验室制取纯净的氮气，掌握氮气的性质，掌握实验室基本化学实验操作是解答的关键，题目难度不大