Question

某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题，以下是他们的实验方案：

A        B          C    

方案一：

(1)图中装置B的作用是                 ，装置C的作用是                。

方案二：

(2)将空气通过图中A、B装置后，收集于图的广口瓶中，用图2装置代替装置C进行实验。实验中用红磷而不用木炭的原因是                                 ；

(3)此法得到的氮气不纯，请你分析可能的原因是                               ；

(4)在工业上，分离空气中的氮气和氧气是利用它们          的不同。

 

Answer 1

【答案】

(1)干燥气体(除去水分) 吸收(除去)氧气

(2)因木炭燃烧生成二氧化碳气体，混入新杂质

(3)氮气中含有稀有气体(或氧气没有除尽、二氧化碳没有除尽等合理答案均可)

(4)沸点

【解析】

试题分析：（1）以空气为原料制取N₂，从其设计的方案可知，采取的是除去空气中其他气体，剩余N₂的方法；空气中除N₂外还含有O₂、CO₂、水蒸气，由于二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，所以用氢氧化钠溶液除去二氧化碳；由于浓硫酸具有吸水性，所以用浓硫酸除水蒸气；由于灼热的铜丝能与氧气反应，所以用灼热的铜丝除去氧气，这样剩下的气体主要是N₂。

（2）红磷燃烧产生的是P₂O₅固体，而木炭燃烧生成的二氧化碳气体，故若用木炭燃烧，则会使氮气中混有二氧化碳气体，因此用红磷而不用木炭。

（3）由于空气中含有稀有气体等成分，而稀有气体的化学性质稳定，在上述条件下，不会反应，故通过反应制得的氮气中会含有未反应的稀有气体等杂质。

（4）在工业上，分离空气中的氮气和氧气是利用它们沸点的不同，由于氮气的沸点低，首会先从液态空气中分离出来，故剩下的主要是氧气。

考点：物质除杂或净化的探究，空气组成的测定

点评：本题主要考查实验方案的设计与评价，物质的除杂和分离混合物的方法，熟练掌握相关物质的性质是解题的关键；此外，解答时还要注意联系空气中氧气含量测定实验进行分析。