Question

13．早在1785年，卡文迪許在測定空氣組成時(shí)，除去空氣中的O₂、N₂等已知?dú)怏w后，發(fā)現(xiàn)最后總是留下一個(gè)體積不足總體積$\frac{1}{200}$的小氣泡．
1892年，瑞利在測定氮?dú)饷芏葧r(shí)發(fā)現(xiàn)，從空氣中得到的氮?dú)饷芏葹?.2572g/L，而從氨分解得到的氮?dú)饷芏葹?.2508g/L．兩者相差0.0064g/L．
有人認(rèn)為：以上兩種氮?dú)夂苄〉拿芏炔顒e可能來源于實(shí)驗(yàn)誤差，瑞利在多次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，從空氣中得到的氮?dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源螅?br />瑞利和拉姆賽共同研究后認(rèn)為：以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的“小誤差”可能有某種必然的聯(lián)系，并預(yù)測大氣中含有某種較重的未知?dú)怏w．經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他們終于發(fā)現(xiàn)了一種化學(xué)性質(zhì)極不活潑的新氣體．
（1）瑞利根據(jù)什么堅(jiān)持認(rèn)為兩種氮?dú)夂苄〉拿芏炔顒e不可能來源于實(shí)驗(yàn)誤差？根據(jù)“從空氣中得到的氮?dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源蟆保?br />（2）在瑞利和拉姆賽預(yù)測中的那種未知的氣體密度與氮?dú)饷芏缺容^是大（選填“大”或“小”或“無法確定”）．
（3）某同學(xué)使用以下一些裝置來模擬卡文迪許的實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)將儀器連接的最佳順序（按空氣流向填各接口的編號(hào)）排列于右：→f→g→c→b→h→i→d→e→a．其中，D裝置的作用是除去空氣中的酸性氣體；E裝置的作用是除去氧氣；寫出在C裝置中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）兩種方法得到的氮?dú)�，其密度之間的微小差異是由必然因素造成的．原因是空氣中除了氧氣和氮?dú)馔猓�還含有其他氣體；
（2）空氣中除了氧氣和氮?dú)馔�，還含有其他氣體，例如稀有氣體，因?yàn)閺目諝庵械玫降牡獨(dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源�，所以推測那種未知的氣體密度比氮?dú)饷芏却螅?br />（3）裝置要除去二氧化碳、氧氣和水，需要使用氫氧化鈉溶液、過量的銅粉和濃硫酸，最后得到氮?dú)猓?/p>

解答 解：（1）兩種方法得到的氮?dú)�，其密度之間的微小差異是由必然因素造成的．原因是空氣中除了氧氣和氮?dú)馔�，還含有其他氣體，因此兩種氮?dú)夂苄〉拿芏炔顒e不可能來源于實(shí)驗(yàn)誤差，根據(jù)“從空氣中得到的氮?dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源蟆保?br />（2）空氣中除了氧氣和氮?dú)馔�，還含有其他氣體，例如稀有氣體，因?yàn)閺目諝庵械玫降牡獨(dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源�，所以推測那種未知的氣體密度比氮?dú)饷芏却螅?br />（3）除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，可以使用氫氧化鈉溶液和濃硫酸，需要先除去二氧化碳后進(jìn)行氣體的干燥，這兩個(gè)過程都需要長盡短出，再用過量的銅粉除去氧氣，最后驗(yàn)證氮?dú)猓?br />答案：
（1）根據(jù)“從空氣中得到的氮?dú)饷芏瓤偸潜葟陌狈纸獾玫降牡獨(dú)饷芏嚷源蟆保?br />（2）大；
（3）f，g，c，b，h，i，d，e；
除去空氣中的酸性氣體；除去氧氣；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點(diǎn)評(píng) 本題根據(jù)化學(xué)史材料及考綱要求改編而成，融信息與化學(xué)實(shí)驗(yàn)于一體，既考核知識(shí)與技能，又注重過程與方法，符合當(dāng)前課改方向．