Question

5．N₂在诸多领域用途广泛．某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N₂的方法，进行了认真的准备．请你参与交流与讨论．
【查阅资料】N₂的制法有下列三种方案：
方案1：加热NaNO₂和NH₄Cl的浓溶液制得N₂．
方案2：加热条件下，以NH₃还原CuO可制得N₂，同时获得活性铜粉．
方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N₂．
【实验准备】以实验室常见仪器（药品）等设计的部分装置如图（有的夹持和加热仪器未画出）．
【分析交流】
（1）若以方案1制得N₂，应选择的发生装置是A．
（2）若以方案2制得干燥、纯净的N₂，且需要的NH₃以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是E→D→B→C（填写序号）．获得N₂的反应原理是2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O（写反应方程式）．

Answer 1

分析 （1）方案1制备氮气，为液体加热制备气体，据此选择发生装置；
（2）若以方案2制得干燥、纯净的N₂，用生石灰和浓氨水作原料制取氨气，需选择固体和液体不需要加热制取气体的装置，提供的装置E符合条件，利用碱石灰干燥氨气，干燥的氨气与CuO在B装置中反应得到氮气，利用浓硫酸吸收未反应的氨气及反应生成的水；
由题目信息可知，氨气与氧化铜在加热条件下反应生成Cu、氮气，根据元素守恒，还有水生成．

解答 解：（1）方案1制备氮气，为液体加热制备气体，题目提供的发生装置中A符合，故选：A；
（2）若以方案2制得干燥、纯净的N₂，用生石灰和浓氨水作原料制取氨气，需选择固体和液体不需要加热制取气体的装置，提供的装置E符合条件，利用碱石灰干燥氨气，干燥的氨气与CuO在B装置中反应得到氮气，利用浓硫酸吸收未反应的氨气及反应生成的水，故整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是：E→D→B→C；
由题目信息可知，氨气与氧化铜在加热条件下反应生成Cu、氮气，根据元素守恒，还有水生成，获得N₂的反应原理是：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O．
故答案为：E→D→B→C；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O．

点评 本题考查化学实验方案设计，设计制备原理、干燥净化、装置选择，明确制备流程为解题关键，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．