Question

【題目】某興趣小組計劃對空氣成分進(jìn)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：圖1中裝置B的作用是___________________，裝置A、B順序能否顛倒_________(填“能”或“否”)。

(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(yīng)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

D.得到的氧化汞粉末加熱生成的氣體體積+剩余氣體體積=原空氣體積

(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(yīng)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(yīng)的化學(xué)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(jìn)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】 除去水蒸氣(或除水) 否 ABD 得到的氣體中還含有稀有氣體 錐形瓶 CDF 酒精燈 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2KClO3 2KCl + 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(dāng)收集到約剩余1/5體積水時，停止收集，移出集

氣瓶，放在實驗臺上。

【解析】本題考查了測定空氣里氧氣含量的探究，常見氣體的檢驗與除雜方法，化學(xué)方程式的書寫。氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)。

（1）濃硫酸具有吸水性，圖1中裝置B的作用是：除去水蒸氣；氣體從溶液通過會帶出部分水蒸氣，裝置A、B順序不能顛倒；

（2）A、汞為液態(tài)，在加熱的條件下只與氧氣反應(yīng)且生成物為固體，正確；B、汞與氧氣在加熱時反應(yīng)生成氧化汞，時間足夠長，能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡，正確；C、汞是液體，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)改變時，液面的位置發(fā)生改變，能觀察裝置中氣體體積的變化，錯誤；D、汞與氧氣在加熱時反應(yīng)生成氧化汞，氧化汞受熱分解生成汞和氧氣，得到的氧化汞粉末加熱生成的氣體體積+剩余氣體體積=原空氣體積，正確。故選：ABD；

（3）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；

（4）①儀器B的名稱是錐形瓶；

②利用上述儀器和重鉻酸銨，在實驗室中制取少量氮氣，重鉻酸銨加熱至180℃時，可分解生成氮氣，其發(fā)生裝置應(yīng)選擇的儀器有：CDF，還必須補充的一種儀器是：酒精燈；若用上述裝置制氧氣，可用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣，高錳酸鉀分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，氯酸鉀和二氧化錳混合加熱時，生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，2KClO3 2KCl + 3O2↑；

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(jìn)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，操作方法是：向集氣瓶中裝滿水，倒扣入水槽中，當(dāng)收集到約剩余1/5體積水時，停止收集，移出集氣瓶，放在實驗臺上。