Question

19．顆粒大小達到納米級的單質(zhì)鐵俗稱“納米鐵”，可用作手機輻射屏蔽材料．實驗室的制備方法是：以高純氮氣作保護氣，在高溫條件下用H₂和FeCl₂反應生成“納米鐵”，實驗裝置如下圖．請回答：

（1）A裝置用于制取，反應的化學方程式為NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NaCl+N₂+2H₂O．
（2）實驗時，應先將N₂（填“N₂”或“H₂”）通入C裝置，反應生成“納米鐵”的化學方程式為；實驗中需要保護氣的原因是排盡空氣，防止生成的鐵能與空氣中的氧氣反應．
（3）a導管口的氣態(tài)產(chǎn)物除HC1外還可能有NH₃（填化學式）．
（4）利用D裝置也可以得到較純凈的氮氣．但科學家發(fā)現(xiàn)，采用此方法在b導管口得到的氮  氣在相同條件下比原方法得到的氮氣密度略大，原因是制得的氮氣中會含有密度比空氣大的氣體（假設上述實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥）；若開始加入的銅粉質(zhì)量為3.84g，持續(xù)通人空氣至銅粉全部反應，冷卻后固體質(zhì)量為4.48g，則固體的成分為CuO和Cu₂O，反應的化學方程式為3Cu+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CuO+Cu₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目信息結合質(zhì)量守恒可知亞硝酸鈉與氯化氨反應生成氮氣、氯化鈉和水，據(jù)此寫出方程式；
（2）根據(jù)題目信息可知，要通過氮氣排出裝置中的空氣；在高溫條件下用H₂和FeCl₂反應生成“納米鐵”和氯化氫，據(jù)此書寫方程式；生成的鐵能與空氣中的氧氣反應；
（3）氮氣和氫氣在高溫條件下能反應生成氨氣；
（4）利用D裝置收集氮氣不純；根據(jù)極限法計算確定固體的成分，然后書寫方程式．

解答 解：（1）亞硝酸鈉與氯化氨反應生成氮氣、氯化鈉和水，方程式為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NaCl+N₂+2H₂O；
故答案為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NaCl+N₂+2H₂O；
（2）實驗時，應先將N₂通入C裝置，排出裝置中的空氣，在高溫條件下用H₂和FeCl₂反應生成“納米鐵”和氯化氫，方程式為：H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+2HCl，實驗中需要保護氣的原因是排盡空氣，防止生成的鐵能與空氣中的氧氣反應；
故答案為：N₂；H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+2HCl；排盡空氣，防止生成的鐵能與空氣中的氧氣反應；
（3）氮氣和氫氣在高溫條件下能反應生成氨氣，所以a導管口的氣態(tài)產(chǎn)物除HC1外還可能有NH₃；
故答案為：NH₃；
（4）利用D裝置收集氮氣中會含有密度比空氣大的氣體；銅粉質(zhì)量為3.84g，其物質(zhì)的量為$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，冷卻后固體質(zhì)量為4.48g，其中含有氧原子的質(zhì)量為4.48g-3.84g=0.64g，其物質(zhì)的量為$\frac{0.64g}{16/molg}$=0.4mol，由此可知銅原子的個數(shù)與氧原子的個數(shù)之比3：2，所以固體的成分為CuO和Cu₂O，其方程式為：
3Cu+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CuO+Cu₂O；
故答案為：制得的氮氣中會含有密度比空氣大的氣體；CuO和Cu₂O；3Cu+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CuO+Cu₂O．

點評 本題是一道信息題，主要考查了物質(zhì)的性質(zhì)與方程式的書寫，難度不大，培養(yǎng)了學生運用信息的能力．