某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题,以下是他们的实验方案: A B &n...

某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题,以下是他们的实验方案: A B C 方案一:(1)图中装置B的作用是 ,装置C的作用是 。方案二:(2)将空气通过图中A、B装置后,收集于图的广口瓶中,用图2装置代替装置C进行实验。实验中用红磷而不用木炭的原因是 ;(3)此法得到的氮气不纯,请你分析可能的原因是 ;(4)在工业上,分离空气中的氮气和氧气是利用它们 的不同。

(1)干燥气体(除去水分) 吸收(除去)氧气
(2)因木炭燃烧生成二氧化碳气体,混入新杂质
(3)氮气中含有稀有气体(或氧气没有除尽、二氧化碳没有除尽等合理答案均可)
(4)沸点


试题分析:(1)以空气为原料制取N 2 ,从其设计的方案可知,采取的是除去空气中其他气体,剩余N 2 的方法;空气中除N 2 外还含有O 2 、CO 2 、水蒸气,由于二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,所以用氢氧化钠溶液除去二氧化碳;由于浓硫酸具有吸水性,所以用浓硫酸除水蒸气;由于灼热的铜丝能与氧气反应,所以用灼热的铜丝除去氧气,这样剩下的气体主要是N 2
(2)红磷燃烧产生的是P 2 O 5 固体,而木炭燃烧生成的二氧化碳气体,故若用木炭燃烧,则会使氮气中混有二氧化碳气体,因此用红磷而不用木炭。
(3)由于空气中含有稀有气体等成分,而稀有气体的化学性质稳定,在上述条件下,不会反应,故通过反应制得的氮气中会含有未反应的稀有气体等杂质。
(4)在工业上,分离空气中的氮气和氧气是利用它们沸点的不同,由于氮气的沸点低,首会先从液态空气中分离出来,故剩下的主要是氧气。
点评:本题主要考查实验方案的设计与评价,物质的除杂和分离混合物的方法,熟练掌握相关物质的性质是解题的关键;此外,解答时还要注意联系空气中氧气含量测定实验进行分析。
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