题目内容

20.许多科学家发现从重视微小差异开始,科学家瑞利和拉姆塞正是重视氮气密度的微小差异,才最终发现了稀有气体氮气.
材料一:1892年瑞利发现,在相同条件下,由空气中除去氧气、二氧化碳、水蒸气和灰尘后获得的氮气,其密度为1.2572克/升;由含氮化合物反应并除去水蒸气后获得的氮气(NH4NO2?N2↑+2H2O),其目的为1.2505克/升.两者密度差值虽小,却完全超出了实验误差范围.
材料二:1984年4月瑞利和拉姆塞开始用如图装置进行“清除空气中氮气”的实验研究:在倒立圆底烧瓶内引入两根金属导线,通电使瓶中空气中的氧气和氮气生成氮的氧化物,用碱液来吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳气体.并从气体进口不断向瓶内补充氧气,使反应持续进行.
材料三:瑞利和拉姆塞又设计了另一实验装置,将上述实验所得的气体干燥后,通过红热的铜粉来除去其中的氧气,得到少量的剩余气体.对剩余气体做光谱分析得知,这是一种未知的气体,并测得其密度约是氮气的1.5倍.1894年8月13日他们共同宣布:发现了一种未知气体,并命名为氮气.
材料四:1989年拉姆塞等人利用不同物质沸点不同,又发现了氪气、氖气、氩气.
根据上述材料,回答下列问题:
(1)与纯净氮气密度值更接近的是由含氮化合物反应获得的氮气密度值(填“空气中”或“含氮化合物反应”);
(2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是将瓶内的氮气反应完全;
(3)在当时实验条件下,很难利用化学反应除去氩气,获知“未知气体”中还有其他气体存在,其理由是氩气的化学性质很不活泼,“未知气体”中的其它气体的化学性质与氩气很接近.

分析 (1)根据题中信息进行分析判断;
(2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是将瓶内的氮气反应完全;
(3)根据氩气的化学性质以及“未知气体”中其它气体的化学性质进行分析.

解答 (1)空气中获得的氮气中含有化学性质很稳定的稀有气体,而从含氮化合物反应中获得的氮气含有的杂质很少,因此与纯净氮气密度值更接近的是由含氮化合物反应获得的氮气密度值,故填:含氮化合物反应;
(2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是将瓶内的氮气反应完全,故填:将瓶内的氮气反应完全;
(3)氩气的化学性质很不活泼,“未知气体”中的其它气体的化学性质与氩气很接近,因此在当时实验条件下,很难利用化学反应除去氩气,获知“未知气体”中还有其他气体存在,故填:氩气的化学性质很不活泼,“未知气体”中的其它气体的化学性质与氩气很接近.

点评 此题难度较大,掌握利用题中信息并结合所学化学知识进行分析、解决问题的能力即可顺利解答.

练习册系列答案
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10.仔细阅读下面的探究实验信息,回答相关问题.
Ⅰ.【实验目的】探究溶解过程中,溶液温度的变化情况.
Ⅱ.【查阅资料】
(1)物质溶解于水的过程包括吸收热量(Q吸)的扩散过程和放出热量(Q放)的水合过程.
(2)实验条件下,水的凝固点为0℃、沸点为100℃.
Ⅲ.【提出猜想】物质溶解过程中,溶液的温度可能升高或降低或不变.
Ⅳ.【实验探究】某探究小组的同学设计了如图所示的两种方案.在图2所示方案中,每次加入物质b之前均使用温度计控制热水温度,使之保持在99℃.

Ⅴ.【实验结论】
(1)图1所示实验中,若加入物质a后,发现玻璃片与烧杯底部之间的水结冰,说明溶液的温度下降(填“升高”或“降低”或“不变”,下同).
(2)图2所示实验中,若加入物质b后,热水会突然沸腾,说明溶液的温度升高.
Ⅵ.【拓展实验】按照图3所示进行实验.若物质c为NaOH,则U型管内的左边液面将低于(填“高于”或“低于”或“等于”)右边液面;若U型管内的液面位置变化与之相反,则物质c为②(填序号).
①CaO   ②NH4NO3    ③浓H2SO4
Ⅶ.【反思交流】
(1)该小组的同学进一步就物质溶解过程中溶液温度变化的原因展开了讨论,分析得出:若Q吸<Q放(填“>”或“<”或“=”,下同),则溶液温度升高;若Q吸与Q放的相对大小与之相反,则溶液温度降低;若Q吸=Q放,则溶液温度不变.
(2)在图2所示方案中,小张同学对实验现象很感兴趣,他继续向热水中加入相同质量的物质b,又看到沸腾现象,至烧杯中出现固体物质后,再继续加入相同质量的物质b,就看不到沸腾现象.请解释不再产生沸腾现象的原因至烧杯中出现固体物质后,说明溶液达到饱和状态,再继续加入相同质量的物质b,不再溶解放热.

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