Question

實(shí)驗(yàn)室常用加熱（85℃）NH₄Cl和NaNO₂兩種飽和溶液的方法制取N₂，如圖是實(shí)驗(yàn)室用這種方法制N₂，并測(cè)定生成N₂體積的裝置（部分裝置略去），請(qǐng)回答相關(guān)問題：
【查閱資料】：
1、NH₄Cl和NaNO₂反應(yīng)生成NaCl、H₂O及N₂，并放出大量熱量；
2、20℃時(shí)，NH₄Cl的溶解度約為37g；
3、N₂難溶于水，實(shí)驗(yàn)條件下，密度為1.25g?L^-1．
【實(shí)驗(yàn)步驟】：
①

 

；
②20℃時(shí)，取0.78g飽和NH₄Cl溶液放入燒瓶，連接裝置；
③調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管，使其與量氣管中液面相平，記錄量氣管中水面讀數(shù)為12mL；
④打開分液漏斗活塞，逐滴滴入飽和NaNO₂溶液，加熱至反應(yīng)發(fā)生，移走酒精燈；
⑤燒瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，關(guān)閉活塞；
⑥待冷卻至室溫，調(diào)節(jié)兩邊液面高度相平，記錄量氣管中水面讀數(shù)為V mL；
⑦處理剩余藥品，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)．
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】：
（1）寫出裝置中儀器的名稱：a、

 

；b、

 

；
（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

；
（3）完善實(shí)驗(yàn)步驟中的所缺部分：①

 

；
（4）步驟④中，移走酒精燈的目的是

 

；
（5）NH₄Cl是一種

 

（填“易溶”、“可溶”、“微溶”、“難溶”）物質(zhì)．20℃時(shí)，其飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，生成氮?dú)饧s為多少毫升？（計(jì)算過程中，中間數(shù)據(jù)保留2位小數(shù)，最終結(jié)果為整數(shù)；相對(duì)分子質(zhì)量：Mr-NH₄Cl：53.5、Mr-N₂：28）
（6）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，步驟⑥中V的數(shù)值為

 

；
（7）實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際測(cè)得氮?dú)獾捏w積偏大，可能原因是

 

．
A．實(shí)驗(yàn)中加入飽和NaNO₂溶液的體積也被作為生成N₂的體積
B．裝置漏氣．

Answer 1

分析：（1）熟記常見儀器的名稱；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式書寫注意事項(xiàng)寫出化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)制取氣體時(shí)需要檢查裝置氣密性考慮；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用飽和NaNO₂和NH₄Cl溶液反應(yīng)制取氮?dú)獾姆磻?yīng)為放熱反應(yīng)考慮；
（5）根據(jù)溶解度是37g進(jìn)行回答本題；
（6）根據(jù)氯化銨的質(zhì)量算出生成氮?dú)獾馁|(zhì)量，再除以氮?dú)獾捏w積；
（7）根據(jù)能使生成的氣體體積增加考慮．

解答：解：（1）熟記常見儀器的名稱，a是分液漏斗，b是鐵架臺(tái)；
（2）反應(yīng)物是亞硝酸鈉和氯化銨，生成物是氯化鈉、水、氮?dú)�，用觀察法配平，所以方程式是：NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）該反應(yīng)為制取氮?dú)獾姆磻?yīng)，所以需裝置不漏氣，實(shí)驗(yàn)前需檢查裝置的氣密性，方法是關(guān)閉分液漏斗下端活塞并將導(dǎo)管連接長導(dǎo)管后置于水中，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈后導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱，則裝置氣密性好；反之，則裝置氣密性不好；
（4）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O↑+Q，+Q說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以加熱片刻后，即應(yīng)移去酒精燈以防反應(yīng)物沖出；
（5）20℃時(shí)，NH₄Cl的溶解度約為37g大于10g屬于易溶物質(zhì)；20℃時(shí)，其飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

37g

100g+37g

×100%=27%；0.78g飽和NH₄Cl溶液中，NH₄Cl的質(zhì)量為：0.78×27%≈0.21g，設(shè)反應(yīng)生成N₂的質(zhì)量為x
NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+2H₂O+N₂↑
      53.5              28
      0.21g             x
根據(jù)：

53.5

28

=

0.21g

x

解得x=0.11g；生成氮?dú)獾捏w積為：

0.11g

1.25g?L-1

=0.088L=88毫升；
（6）由計(jì)算結(jié)果可知V=12mL+88mL=100mL；
（7）實(shí)驗(yàn)中加入飽和NaNO₂溶液的體積也被作為生成N₂的體積，可導(dǎo)致實(shí)際測(cè)得氮?dú)獾捏w積偏大，如果裝置漏氣，不能測(cè)出氮?dú)獾捏w積．
故答案為：（1）a、分液漏斗；b、鐵架臺(tái)；
（2）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）檢查氣密性；
（4）因?yàn)榉磻?yīng)放熱，防止水準(zhǔn)管中水沖出，影響實(shí)驗(yàn)（必須寫出關(guān)鍵詞“反應(yīng)放熱”）；
（5）易溶；27%；88毫升；
（6）100mL；
（7）A．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了實(shí)驗(yàn)室制取純凈的氮?dú)猓�掌握氮�(dú)獾男再|(zhì)，掌握實(shí)驗(yàn)室基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是解答的關(guān)鍵，題目難度不大