Question

【题目】某兴趣小组计划对空气成分进行探究，以下是他们的实验设计方案：

（1）除去二氧化碳和水蒸气：装置和操作步骤略。

（2）除去氧气：该小组根据教材中拉瓦锡研究空气成分的实验原理，除去了(1)中得到的气体中的氧气。在拉瓦锡的经典实验中(装置如图)，使用汞的优点有_______。

A 汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体

B 时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽

C 无法观察装置中气体体积的变化

（3）分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是_______。

（4）拓展与延伸：实验室如何制取氮气呢？请阅读资料并回答下列问题：

资料：

1.重铬酸铵为橘黄色粉末，加热至180时可分解得到氮气；

2.氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。但在高温或点燃条件下可与某些物质反应，如：镁能够在氮气中燃烧。

①仪器B的名称是______。

②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，其发生装置应选择的仪器有_____(填序号)，还必须补充的一种仪器是_____。若用上述装置制氧气，反应的化学方程式为____。

③根据已有知识，收集氮气只能用____法，理由是______。该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约1/5体积的氮气，该如何操作______。

Answer 1

【答案】AB 得到的气体中还含有稀有气体 锥形瓶 CDF 酒精灯 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2KClO32KCl+3O2↑) 排水法 氮气密度接近空气且难溶于水 向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中；当收集到约剩余1/5体积水时，停止收集；盖上毛玻璃片后移出集气瓶，放在实验台上

【解析】

（2）除去氧气，装置如图2，使用汞的优点有：A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体；B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽；故答案为：AB；

（3）分析误差：该小组按设计方案得到的氮气密度（假设要除去的气体均已除净）与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因是：得到的气体中还含有稀有气体；故答案为：得到的气体中还含有稀有气体；

（4）拓展与延伸，①仪器B的名称是锥形瓶；②利用上述仪器和重铬酸铵在实验室制取少量氮气，需要加热，其发生装置应选择固体加热型装置，选择的仪器有：CDF，还必须补充的一种仪器是：酒精灯；如果是高锰酸钾或氯酸钾制氧气也需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气；③氮气的密度比空气略小，难溶于水，因此只能用排水法收集；该小组欲进行镁在氮气中的燃烧实验，现收集一瓶含水约1/5体积的氮气，操作是：向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中；当收集到约剩余1/5体积水时，停止收集，盖上毛玻璃片后移出集气瓶，放在实验台上。
故答案为：①锥形瓶； ②CDF；酒精灯；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（2KClO32KCl+3O2↑）；③排水； 氮气密度接近空气且难溶于水；向集气瓶中装满水，倒扣入水槽中；当收集到约剩余1/5体积水时，停止收集，盖上毛玻璃片后移出集气瓶，放在实验台上。