空氣是一種重要的資源,人類的生產(chǎn)生活離不開(kāi)空氣,對(duì)于空氣的研究人類從未停止。
研究一、從空氣中獲得氮?dú)?,進(jìn)行氨氣的合成
氨氣是一種重要的化學(xué)物質(zhì),可用于制造硝酸和氮肥。工業(yè)合成氨氣的流程如圖1所示,在鐵觸媒作用下,用體積比為1:3的氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔猓?dāng)容器中氨的含量不再發(fā)生變化時(shí)(平衡時(shí)),測(cè)得氨氣的含量分別與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。

(1)N2是合成氨氣的重要原料。工業(yè)上可從空氣中獲得N2,該方法是利用空氣中各成分的 沸點(diǎn)沸點(diǎn)不同將空氣成分進(jìn)行分離。
(2)從“合成塔”中出來(lái)的氣體是 混合物混合物(填“純凈物”或“混合物”)。
(3)按下列條件進(jìn)行合成氨氣反應(yīng),平衡時(shí)氨氣的含量最高的是 CC(填字母序號(hào))。
A.200大氣壓、300℃
B.200大氣壓、500℃
C.400大氣壓、300℃
D.400大氣壓、500℃
研究二、三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別利用不同的方法測(cè)定空氣中氧氣含量
A組實(shí)驗(yàn):利用紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量
圖3是利用氣壓傳感器測(cè)定紅磷燃燒時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓變化的實(shí)驗(yàn)裝置;圖4是集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的變化情況。
(4)用酒精燈點(diǎn)燃燃燒匙中過(guò)量的紅磷。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 4P+5O2 點(diǎn)燃 2P2O54P+5O2 點(diǎn)燃 2P2O5。
(5)點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后,立即伸入集氣瓶中并把橡皮塞塞緊。待紅磷熄滅并冷卻后,打開(kāi)止水夾。下列有關(guān)圖4的分析不正確的是 DD。
A.BC段氣壓增大的主要原因是燃燒放熱
B.CD段氣壓減小的主要原因是集氣瓶?jī)?nèi)氧氣不斷被消耗且瓶?jī)?nèi)溫度逐漸冷卻
C.DE段氣壓增大的主要原因是燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶
D.若用木炭代替紅磷完成此實(shí)驗(yàn),集氣瓶?jī)?nèi)氣壓變化趨勢(shì)與圖4基本一致
(6)經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)反應(yīng)停止并恢復(fù)至室溫,用氧氣濃度傳感器測(cè)得集氣瓶?jī)?nèi)始終有8%左右的氧氣殘留,但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中倒吸入瓶?jī)?nèi)的水的體積能達(dá)到理論值(五分之一),其可能的操作原因是 點(diǎn)燃紅磷伸入集氣瓶太慢點(diǎn)燃紅磷伸入集氣瓶太慢。
B組實(shí)驗(yàn):加熱銅粉測(cè)定空氣中氧氣含量
圖5是銅粉與氧氣加熱生成氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置:
(7)實(shí)驗(yàn)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①組裝裝置,檢查裝置的氣密性;
②向試管中加入足量的銅粉,銅粉要足量的原因是 消耗盡裝置中的氧氣消耗盡裝置中的氧氣;
③點(diǎn)燃酒精燈,不停地抽拉注射器的活塞,充分反應(yīng)后停止加熱。
(8)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),若注射器活塞前沿停在35mL的刻度線上,實(shí)驗(yàn)結(jié)束并等到具支試管冷卻后觀察,活塞前沿約停在 88mL的刻度線上。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有不斷推拉注射器,則可能導(dǎo)致測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù) 偏小偏小(填“偏大”“偏小”“不變”)。
(9)裝置中小氣球的作用是 防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)驟增,沖開(kāi)橡皮塞防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)驟增,沖開(kāi)橡皮塞。
C組實(shí)驗(yàn):用鐵生銹原理測(cè)定空氣中氧氣含量
圖6是利用鐵粉生銹消耗空氣中的氧氣和水,測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
點(diǎn)燃
點(diǎn)燃
測(cè)量項(xiàng)目 | 實(shí)驗(yàn)前燒杯中水的體積 | 實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余水的體積 | 集氣瓶和導(dǎo)管的容積 |
體積/mL | 80.0 | 49.0 | 150.0 |
20.7%
20.7%
(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%),相比較A組實(shí)驗(yàn),該方法測(cè)定結(jié)果更精確。【答案】沸點(diǎn);混合物;C;4P+5O2 2P2O5;D;點(diǎn)燃紅磷伸入集氣瓶太慢;消耗盡裝置中的氧氣;8;偏小;防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)驟增,沖開(kāi)橡皮塞;20.7%
點(diǎn)燃
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/2 11:0:11組卷:36引用:2難度:0.5
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1.某校研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。待鎂條完全燃燒并冷卻后打開(kāi)彈簧夾,進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%。
(1)圖中A儀器的名稱是
(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng),則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過(guò)其容積的
【做出猜想】
【查閱資料】鎂條在氮?dú)庵心苋紵?,產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化化鎂中氮的化合價(jià)是C+2MgO,該反應(yīng)所的基本反應(yīng)類型是點(diǎn)燃
(3)通過(guò)以上探究,你對(duì)燃燒的有關(guān)知識(shí)有了哪些新的認(rèn)識(shí)?(寫(xiě)出一條即可)
(4)24g鎂在二氧化碳中燃燒可生成多少克氧化鎂?發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:13引用:1難度:0.5 -
2.如圖1是某化學(xué)興趣小組利用氣壓傳感器測(cè)定紅磷燃燒時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓變化的實(shí)驗(yàn)裝置。圖2是集氣瓶?jī)?nèi)氣壓隨時(shí)間的變化情況。下列說(shuō)法不正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/25 11:30:2組卷:1084引用:3難度:0.7 -
3.測(cè)定空氣里氧氣的含量,甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)用如圖所示的裝置分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),取下橡膠塞,點(diǎn)燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中并旋緊橡膠塞,這時(shí)看到的現(xiàn)象是
(2)甲同學(xué):用足量的木炭代替紅磷做測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn),結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗了,請(qǐng)你幫助他分析失敗的原因:
(3)乙同學(xué):想用鎂條來(lái)代替紅磷做實(shí)驗(yàn),老師告訴他這種方法不是較好的方法,因?yàn)殒V條在空氣中燃燒非常劇烈,鎂既可以和氧氣反應(yīng),也可以和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂。請(qǐng)寫(xiě)出鎂和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂的文字表達(dá)式:
(4)丙同學(xué):打算用鐵絲替代紅磷,實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒???qǐng)說(shuō)明理由。
(5)燃燒后,集氣瓶?jī)?nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)?,?qǐng)結(jié)合本實(shí)驗(yàn)推測(cè)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)是發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:19引用:1難度:0.5