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：

方案一：
（1）写出图1装置 A中发生反应的化学方程式______，装置B的作用是______．装置C的作用是．______．
方案二：
（2）甲、乙两位同学分别收集一瓶装置图1的装置B中放出的气体，用图2装置进行实验，其中甲同学选用红磷，乙同学选用木炭．你认为：选用______（填“红磷”或“木炭”）的方法不科学．
（3）分析误差：方案二得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差，请你分析产生误差的可能原因（写两种）______、______；
（4）利用物质间某些性质的差异选用不同的方法将它们分离，是分离物质的基本思路．例如：在工业上，分离空气中的氮气和氧气是利用它们______的不同．请列举一种你所知道的利用物质性质差异分离物质的方法______．

Answer 1

【答案】分析：（1）以空气为原料制取N₂，从其设计的方案可知，采取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．二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以除二氧化碳用氢氧化钠溶液，因浓硫酸具有吸水性，所以除水蒸气选用浓硫酸，除二氧化碳时，气体要从溶液中通过，会带出水蒸气，所以要先除二氧化碳再干燥．灼热的铜丝能与氧气反应，这样剩下的气体主要是N₂．
（2）采用图2装置实验时，要选择能在空气中燃烧的物质，但燃烧产物不能有气体，否则生成的气体混在N₂中，影响实验结果．
（3）产生误差可能的原因有多方面，如药品的量不足，氧气没有全部耗尽；稀有气体不反应，不能除去；装置漏气等．
（4）由所学知识可知，分离混合物的方法有过滤、结晶、蒸馏等，这些方法都有一定的使用范围，利用物质间某些性质的差异而应用．如过滤适用于可溶性固体与不容性固体的分离；结晶适用于两种可溶性固体的分离，根据两物质的溶解能力不同，采用不同的结晶方法；蒸馏适用于两种液体混合物的分离，根据沸点的不同加以分离．
解答：解：
（1）图1装置 A的作用是除二氧化碳，发生反应的化学方程式 2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，装置B的作用是干燥，除去水蒸气．装置C的作用是用灼热的铜除去氧气．
（2）红磷燃烧产生的浓浓白烟是P₂O₅固体，木炭燃烧生成的二氧化碳气体，因此选用木炭（填“红磷”或“木炭”）的方法不科学．
（3）方案二得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差，产生误差的可能原因有：药品的量不足，氧气没有全部耗尽；稀有气体不反应，不能除去；装置漏气等．
（4）利用物质间某些性质的差异选用不同的方法将它们分离，是分离物质的基本思路．例如：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．列举利用物质性质差异分离物质的方法：如粗盐提纯利用过滤．
故答案为：
（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；     除去水蒸气；    除去氧气．
（2）木炭．
（3）药品的量不足，氧气没有全部耗尽；      装置漏气．
（4）沸点；   粗盐提纯利用过滤．
点评：该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，重点联系空气中氧气含量测定实验进行分析．