题目内容

1.19世纪末,科学家瑞利通过如下两种方法制得氮气,并测得其密度,从而导致了科学史上的某项重大发现.请你参与氮气的科学发现过程.
方法Ⅰ:利用空气分离出氮气
实验步骤解释或结论
(1)将清新洁净的空气通过NaOH溶液,再通过浓硫酸.通过浓硫酸的目的是为了除去空气中的水蒸气.
(2)将气体通过能与氧气反应的物质(提示:反应不能生成新的气体).请写出能用于除去氧气的物质名称:红磷、白磷、铜等.
(3)收集剩余气体,并测定该气体的密度.密度:1.257 2g˙L-1
方法Ⅱ:用亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵(NH4Cl)反应制取氮气,同时还生成了氯化钠和一种常见的液态物质.测得由此法得到的氮气密度为1.250 8g˙L-1.该反应的化学方程式为NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O.
讨论:瑞利教授经过多次严密的实验,发现方法Ⅱ测得的氮气密度均小于方法Ⅰ,试分析其原因为方法Ⅰ得到的氮气不纯,其中混有稀有气体.

分析 方法Ⅰ:空气中含有氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等;
浓硫酸能够吸收水蒸气;
红磷、白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,加热条件下铜能和空气中的氧气反应生成氧化铜;
方法Ⅱ:根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式.

解答 解:方法Ⅰ:(1)将清新洁净的空气通过NaOH溶液可以除去空气中的二氧化碳,再通过浓硫酸可以除去空气中的水蒸气;
(2)将气体通过能与氧气反应的物质,例如红磷、白磷、铜等可以除去空气中的氧气,实验过程如下表所示:

实验步骤解释或结论
(1)将清新洁净的空气通过NaOH溶液,再通过浓硫酸.通过浓硫酸的目的是为了除去空气中的水蒸气.
(2)将气体通过能与氧气反应的物质(提示:反应不能生成新的气体).请写出能用于除去氧气的物质名称:红磷、白磷、铜等.
(3)收集剩余气体,并测定该气体的密度.密度:1.257 2g˙L-1
方法Ⅱ:亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵(NH4Cl)反应生成氮气、氯化钠和水,反应的化学方程式为:NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O.
故填:NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O.
讨论:瑞利教授经过多次严密的实验,发现方法Ⅱ测得的氮气密度均小于方法Ⅰ,其原因是方法Ⅰ得到的氮气不纯,其中混有稀有气体.
故填:方法Ⅰ得到的氮气不纯,其中混有稀有气体.

点评 合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.

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