2．如果实验室想获得少量纯净的N2，有哪些可能的途径？

（提示学生用空气并不方便）。

思考后可提出三种方案：

1．空气的成分在一定时期内基本上是固定不变的。其中N2与O2含量基本稳定的实质是否相同？

（讨论中引导学生联系其它学科的知识内容）

讨论后回答：实质是不同的。N2是由于分子中三个共价键，结构稳定，导致性质稳定，通常不易与其他物质发生化学反应的缘故；O2是化学性质比较活泼的物质，其在通常状况下，也可与许多物质发生反应。而自然界的一些其他变化中又可产生O2，如光合作用等。在自然界O2的消耗速率和O2的生成速率大致相等，达成动态平衡，导致空气中O2的含量基本保持不变。

【过渡】不仅“结构―性质―应用”有这样的依存关系，而且“性质―存在―制备”也有依存关系。

【投影】请用物质结构和性质方面的知识，探讨解决下列化学问题的方法和途径：

【引导】通过上述化学问题的探讨，能否归纳“结构―性质―应用”的依存关系？

归纳：

你能否设计一个可以确定硝酸与金属反应的还原产物的实验装置模型？

【设问】此装置系统应包含几个大部分？

思考回答：应该包含三个大部分――金属与硝酸反应的部分、氮氧化物与铜反应的部分和氮气体积的确定部分。

【追问】根据金属与硝酸反应物的状态及反应条件，应选择何种装置？

若反应速率太小，应采取什么对策？

应选择固-液反应的装置。

给反应容器加热。

加热应考虑什么因素？选择什么方式？

加热应防止硝酸分解；所以，加热方式应是微热，如水浴加热。

如果反应产物中含有NO，你认为此装置的设计有没有问题，应该如何完善？

如果反应产物中含有NO，会与装置中空气里的氧气发生反应，导致测定结果错误。应该在金属与硝酸反应之前排净装置中的空气。

用什么方法排净空气？怎样改进装置的设计？

可以用CO2排净装置中的空气，在金属与硝酸反应的装置前添加一个CO2发生器。

根据金属与硝酸反应的反应物的性质及反应条件，判断产物气体的成分除氮的氧化物以外还可能有什么？其对后续反应有无干扰？应如何净化？净化装置的位置是什么？

还可能有水蒸气和CO2。水蒸气的存在可能干扰氮氧化物与铜的反应（如：NO2与H2O反应生成HNO3，HNO3会和Cu反应，再生成氮氧化物）；CO2的存在可能使氮气体积的测量产生误差。可以用浓硫酸干燥除去水蒸气，其装置应放在氮氧化物与铜的反应的装置之前；用NaOH溶液除去CO2，其装置放在氮气体积测量的装置之前。

选择什么装置完成氮氧化物与铜的反应？

用加热的硬质试管。

铜选择什么形态？原因何在？怎样防止铜粉被气流扬起？

用铜粉，反应接触面积大，使氮氧化物与铜的反应更为完全。在硬质试管两端填入玻璃棉。

如何测量N2的体积？

用量气装置。

师生共同探讨后确定下列实验装置模型：

4．硝酸与金属反应的还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有密切的关系，可以是N2O、NO2（N2O4）等，又已知这些氮氧化物均可与铜发生反应：

③6NO2+8NH3 12H2O+7N2。

②6NO+4NH3 6H2O+5N2；