Question

【題目】某興趣小組計劃對空氣成分進行探究，以下是他們的實驗設(shè)計方案：

（1）除去二氧化碳和水蒸氣：裝置和操作步驟略。

（2）除去氧氣：該小組根據(jù)教材中拉瓦錫研究空氣成分的實驗原理，除去了(1)中得到的氣體中的氧氣。在拉瓦錫的經(jīng)典實驗中(裝置如圖)，使用汞的優(yōu)點有_______。

A 汞為液態(tài)，在加熱的條件下只與氧氣反應且生成物為固體

B 時間足夠長，能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡

C 無法觀察裝置中氣體體積的變化

（3）分析誤差：該小組按設(shè)計方案得到的氮氣密度(假設(shè)要除去的氣體均已除凈)與氮氣的實際密度有誤差，產(chǎn)生誤差的原因是_______。

（4）拓展與延伸：實驗室如何制取氮氣呢？請閱讀資料并回答下列問題：

資料：

1.重鉻酸銨為橘黃色粉末，加熱至180時可分解得到氮氣；

2.氮氣的化學性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應。但在高溫或點燃條件下可與某些物質(zhì)反應，如：鎂能夠在氮氣中燃燒。

①儀器B的名稱是______。

②利用上述儀器和重鉻酸銨在實驗室制取少量氮氣，其發(fā)生裝置應選擇的儀器有_____(填序號)，還必須補充的一種儀器是_____。若用上述裝置制氧氣，反應的化學方程式為____。

③根據(jù)已有知識，收集氮氣只能用____法，理由是______。該小組欲進行鎂在氮氣中的燃燒實驗，現(xiàn)收集一瓶含水約1/5體積的氮氣，該如何操作______。

Answer 1

【答案】AB 得到的氣體中還含有稀有氣體 錐形瓶 CDF 酒精燈 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2KClO32KCl+3O2↑) 排水法 氮氣密度接近空氣且難溶于水 向集氣瓶中裝滿水，倒扣入水槽中；當收集到約剩余1/5體積水時，停止收集；蓋上毛玻璃片后移出集氣瓶，放在實驗臺上

【解析】

（2）除去氧氣，裝置如圖2，使用汞的優(yōu)點有：A．汞為液態(tài)，在加熱的條件下只與氧氣反應且生成物為固體；B．時間足夠長，能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡；故答案為：AB；

（3）分析誤差：該小組按設(shè)計方案得到的氮氣密度（假設(shè)要除去的氣體均已除凈）與氮氣的實際密度有誤差，產(chǎn)生誤差的原因是：得到的氣體中還含有稀有氣體；故答案為：得到的氣體中還含有稀有氣體；

（4）拓展與延伸，①儀器B的名稱是錐形瓶；②利用上述儀器和重鉻酸銨在實驗室制取少量氮氣，需要加熱，其發(fā)生裝置應選擇固體加熱型裝置，選擇的儀器有：CDF，還必須補充的一種儀器是：酒精燈；如果是高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣也需要加熱，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，氯酸鉀在二氧化錳的催化下受熱分解生成氯化鉀和氧氣；③氮氣的密度比空氣略小，難溶于水，因此只能用排水法收集；該小組欲進行鎂在氮氣中的燃燒實驗，現(xiàn)收集一瓶含水約1/5體積的氮氣，操作是：向集氣瓶中裝滿水，倒扣入水槽中；當收集到約剩余1/5體積水時，停止收集，蓋上毛玻璃片后移出集氣瓶，放在實驗臺上。
故答案為：①錐形瓶； ②CDF；酒精燈；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（2KClO32KCl+3O2↑）；③排水； 氮氣密度接近空氣且難溶于水；向集氣瓶中裝滿水，倒扣入水槽中；當收集到約剩余1/5體積水時，停止收集，蓋上毛玻璃片后移出集氣瓶，放在實驗臺上。