Question

1．19世紀末，科學家瑞利通過如下兩種方法制得氮氣，并測得其密度，從而導致了科學史上的某項重大發現．請你參與氮氣的科學發現過程．
方法Ⅰ：利用空氣分離出氮氣

實驗步驟	解釋或結論
（1）將清新潔凈的空氣通過NaOH溶液，再通過濃硫酸．	通過濃硫酸的目的是為了除去空氣中的水蒸氣．
（2）將氣體通過能與氧氣反應的物質（提示：反應不能生成新的氣體）．	請寫出能用于除去氧氣的物質名稱：紅磷、白磷、銅等．
（3）收集剩余氣體，并測定該氣體的密度．	密度：1.257 2g˙L-1

方法Ⅱ：用亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨（NH₄Cl）反應制取氮氣，同時還生成了氯化鈉和一種常見的液態物質．測得由此法得到的氮氣密度為1.250 8g˙L^-1．該反應的化學方程式為NaNO₂+NH₄Cl=N₂↑+NaCl+2H₂O．
討論：瑞利教授經過多次嚴密的實驗，發現方法Ⅱ測得的氮氣密度均小于方法Ⅰ，試分析其原因為方法Ⅰ得到的氮氣不純，其中混有稀有氣體．

Answer 1

分析 方法Ⅰ：空氣中含有氧氣、氮氣、稀有氣體、二氧化碳和水蒸氣等；
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
紅磷、白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，加熱條件下銅能和空氣中的氧氣反應生成氧化銅；
方法Ⅱ：根據反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫反應的化學方程式．

解答 解：方法Ⅰ：（1）將清新潔凈的空氣通過NaOH溶液可以除去空氣中的二氧化碳，再通過濃硫酸可以除去空氣中的水蒸氣；
（2）將氣體通過能與氧氣反應的物質，例如紅磷、白磷、銅等可以除去空氣中的氧氣，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	解釋或結論
（1）將清新潔凈的空氣通過NaOH溶液，再通過濃硫酸．	通過濃硫酸的目的是為了除去空氣中的水蒸氣．
（2）將氣體通過能與氧氣反應的物質（提示：反應不能生成新的氣體）．	請寫出能用于除去氧氣的物質名稱：紅磷、白磷、銅等．
（3）收集剩余氣體，并測定該氣體的密度．	密度：1.257 2g˙L-1

方法Ⅱ：亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨（NH₄Cl）反應生成氮氣、氯化鈉和水，反應的化學方程式為：NaNO₂+NH₄Cl=N₂↑+NaCl+2H₂O．
故填：NaNO₂+NH₄Cl=N₂↑+NaCl+2H₂O．
討論：瑞利教授經過多次嚴密的實驗，發現方法Ⅱ測得的氮氣密度均小于方法Ⅰ，其原因是方法Ⅰ得到的氮氣不純，其中混有稀有氣體．
故填：方法Ⅰ得到的氮氣不純，其中混有稀有氣體．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．