Question

某學(xué)習(xí)小組將“從空氣中制取氮?dú)狻弊鳛檠芯空n題，以下是他們的實(shí)驗(yàn)方案：

方案一：
（1）利用圖1進(jìn)行研究，圖1中裝置B的作用是______，裝置C中發(fā)生了2Cu+O₂2CuO化學(xué)反應(yīng)，此化學(xué)反應(yīng)屬于______類型，可能觀察到的現(xiàn)象為______，裝置C的作用是______．
方案二：
（2）將空氣通過(guò)圖1中A、B裝置后，收集于圖2的廣口瓶中，用圖2裝置代替裝置C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中用紅磷而不用木炭的原因是______；
（3）此法得到的氮?dú)獠患儯��?qǐng)你分析可能的原因是______；
（4）在工業(yè)上，分離空氣中的氮?dú)夂脱鯕馐抢�用它們______的不同．

Answer 1

解：（1）圖1中裝置B的作用是干燥氣體，因?yàn)闅怏w通過(guò)氫氧化鈉溶液后會(huì)帶出水蒸氣，裝置C的作用是除去空氣中的氧氣；2Cu+O₂2CuO反應(yīng)是兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)的化合反應(yīng)，可以觀察到的現(xiàn)象為：紅色固體逐漸變成黑色固體．
（2）紅磷燃燒產(chǎn)生的濃濃白煙是P₂O₅固體，木炭燃燒生成的二氧化碳?xì)怏w，使氮?dú)庵谢煊卸�氧化碳�(xì)怏w，因此選用木炭的方法會(huì)混入新的雜質(zhì)．
（3）方案二得到的氮?dú)獠患儯�可能的原因是空氣中含有稀有氣體等成分，或燃燒時(shí)氧氣不能完全被消耗，通過(guò)反應(yīng)制得的氮?dú)庵袝?huì)含有稀有氣體、氧氣等雜質(zhì)；
（4）在工業(yè)上，分離空氣中的氮?dú)夂脱鯕馐抢�用它們沸點(diǎn)的不同，氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低，首先從液態(tài)空氣中分離出來(lái)，剩下的主要是氧氣．
故答案為：（1）干燥氣體（除去水分）；化合反應(yīng)；紅色固體逐漸變成黑色固體；吸收（除去）氧氣．
（2）因木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，混入新雜質(zhì)；
（3）制得的氮?dú)庵泻�有稀有氣體、氧氣等雜質(zhì)；
（4）沸點(diǎn)．
分析：（1）以空氣為原料制取N₂，從其設(shè)計(jì)的方案可知，采取除去空氣中其他氣體剩余N₂的方法．空氣中除N₂外還含有O₂、CO₂、水蒸氣．二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，所以除二氧化碳用氫氧化鈉溶液，因濃硫酸具有吸水性，所以除水蒸氣選用濃硫酸，除二氧化碳時(shí)，氣體要從溶液中通過(guò)，會(huì)帶出水蒸氣，所以要先除二氧化碳再干燥．灼熱的銅絲能與氧氣反應(yīng)，這樣剩下的氣體主要是N₂．
（2）采用圖2裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，要選擇能在空氣中燃燒的物質(zhì)，但燃燒產(chǎn)物不能有氣體，否則生成的氣體混在N₂中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（3）可從空氣含有的成分分析制得氣體不純的原因或，燃燒時(shí)氧氣不能完全被消耗．
（4）在工業(yè)上，根據(jù)氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同采用分離液態(tài)空氣制取氧氣．
點(diǎn)評(píng)：該題主要考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，物質(zhì)的除雜和分離混合物的方法，重點(diǎn)聯(lián)系空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析．