Question

查找資料發(fā)現(xiàn)，N₂制取有下列不同方案：
a方案：加熱條件下NH₃還原CuO制得純凈的N₂和活性銅粉
b方案：加熱NaNO₂和NH₄Cl的濃溶液制得
c方案：將空氣緩慢地通過灼熱的銅粉制得較純的N₂
現(xiàn)實驗室有供選擇的如下幾種儀器來制取N₂

（1）若按a方案制N₂時，需要的氨氣用生石灰和濃氨水作原料制取，則宜采用上述儀器中的

 

（填A(yù)、B、C…下同）作NH₃的發(fā)生器，要制取并收集N₂，還須選用到的儀器是

 

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（2）寫出b方案中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（3）若按c方案制取N₂，則氮氣中一定混有何種雜質(zhì)氣體

 

（4）上述制N₂的三個方案中，a、c方案結(jié)合使用越來越受到人們的關(guān)注，這種方法與b方案相比，其優(yōu)越性在于

 

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Answer 1

考點：常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：實驗題

分析：（1）用生石灰和濃氨水作原料制取氨氣，需選擇固體和液體不需要加熱制取氣體的裝置，提供的裝置E符合條件，根據(jù)制取并收集純凈的N₂的原理選擇裝置；
（2）b方案中，加熱NaNO₂和NH₄Cl的濃溶液生成氮氣、氯化鈉和水；
（3）根據(jù)空氣的主要成分分析；
（4）依據(jù)制備過程分析，a、b中Cu 和 CuO 可以循環(huán)使用，NaNO₂有毒．

解答： 解：（1）濃氨水易揮發(fā)，CaO固體與水反應(yīng)放出大量的熱，導(dǎo)致溫度升高，使得氨氣在水中的溶解度進一步減少，以氣體的形式逸出，制得氨氣，題中所給的裝置，適用于制備氣體的發(fā)生裝置的是E，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：NH₃?H₂O+CaO═Ca（OH）₂+NH₃↑，氨氣中混有水蒸氣，故可用堿石灰干燥，選用D裝置，氨氣和氧化銅在A裝置中反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：2NH₃+3CuO

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3Cu+N₂↑+3H₂O，按方案a制取N₂中會含有未反應(yīng)的氨氣，因此，還需要用試劑吸收氨氣，由于氨氣是一種堿性氣體，所以用濃硫酸來吸收氮氣中的氨氣，選用C裝置，
故答案為：E；ACD；
（2）b方案的目的也是制取氮氣，加熱NaNO₂和NH₄Cl的濃溶液生成氮氣、氯化鈉和水，化學(xué)方程式為：NH₄Cl+NaNO₂═N₂↑+2H₂O+NaCl，
故答案為：NH₄Cl+NaNO₂═N₂↑+2H₂O+NaCl；
（3）空氣的主要成分為氮氣和氧氣，還含有少量的稀有氣體等，c方案中，氧氣被灼熱的銅粉消耗掉，得到的氮氣中混有稀有氣體等雜質(zhì)，
故答案為：稀有氣體；
（4）從制備過程看，方案a和b能得到純凈的氮氣，本方案中產(chǎn)生有毒物質(zhì)NaNO₂，而方案c制取的氮氣中混有稀有氣體、二氧化碳、水蒸氣等物質(zhì)，
故方案3氮氣純度最差；方案a和c反應(yīng)原理簡單，原料來源多，銅和氧化銅可以循環(huán)利用；
故答案為：銅與氧化銅可循環(huán)使用，避開有毒的NaNO₂．

點評：本題是一道關(guān)于三條途徑按不同要求制取氮氣的綜合性實驗評價題目，從題干信息中找突破口，根據(jù)信息將學(xué)過的知識進行遷移是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．