Question

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

 

；
②20℃時，取0.78g飽和NH₄Cl溶液放入燒瓶，連接裝置；
③調節水準管，使其與量氣管中液面相平，記錄量氣管中水面讀數為12mL；
④打開分液漏斗活塞，逐滴滴入飽和NaNO₂溶液，加熱至反應發生，移走酒精燈；
⑤燒瓶中不再產生氣泡時，關閉活塞；
⑥待冷卻至室溫，調節兩邊液面高度相平，記錄量氣管中水面讀數為V mL；
⑦處理剩余藥品，整理實驗臺．
【實驗分析及數據處理】：
（1）寫出裝置中儀器的名稱：a、

 

；b、

 

；
（2）反應的化學方程式為：

 

；
（3）完善實驗步驟中的所缺部分：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．20℃時，其飽和溶液中溶質質量分數為

 

．根據實驗數據計算，生成氮氣約為多少毫升？（計算過程中，中間數據保留2位小數，最終結果為整數；相對分子質量：Mr-NH₄Cl：53.5、Mr-N₂：28）
（6）根據計算結果，步驟⑥中V的數值為

 

；
（7）實驗中，實際測得氮氣的體積偏大，可能原因是

 

．
A．實驗中加入飽和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）根據化學方程式書寫注意事項寫出化學方程式；
（3）根據制取氣體時需要檢查裝置氣密性考慮；
（4）根據實驗室用飽和NaNO₂和NH₄Cl溶液反應制取氮氣的反應為放熱反應考慮；
（5）根據溶解度是37g進行回答本題；
（6）根據氯化銨的質量算出生成氮氣的質量，再除以氮氣的體積；
（7）根據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；
（2）反應物是亞硝酸鈉和氯化銨，生成物是氯化鈉、水、氮氣，用觀察法配平，所以方程式是：NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）該反應為制取氮氣的反應，所以需裝置不漏氣，實驗前需檢查裝置的氣密性，方法是關閉分液漏斗下端活塞并將導管連接長導管后置于水中，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若導管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈后導管內有一段水柱，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說明該反應為放熱反應，所以加熱片刻后，即應移去酒精燈以防反應物沖出；
（5）20℃時，NH₄Cl的溶解度約為37g大于10g屬于易溶物質；20℃時，其飽和溶液中溶質質量分數為：

37g

100g+37g

×100%=27%；0.78g飽和NH₄Cl溶液中，NH₄Cl的質量為：0.78×27%≈0.21g，設反應生成N₂的質量為x
NaNO₂+NH₄Cl

△   .

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

53.5

28

=

0.21g

x

解得x=0.11g；生成氮氣的體積為：

0.11g

1.25g?L-1

=0.088L=88毫升；
（6）由計算結果可知V=12mL+88mL=100mL；
（7）實驗中加入飽和NaNO₂溶液的體積也被作為生成N₂的體積，可導致實際測得氮氣的體積偏大，如果裝置漏氣，不能測出氮氣的體積．
故答案為：（1）a、分液漏斗；b、鐵架臺；
（2）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）檢查氣密性；
（4）因為反應放熱，防止水準管中水沖出，影響實驗（必須寫出關鍵詞“反應放熱”）；
（5）易溶；27%；88毫升；
（6）100mL；
（7）A．

點評：本題主要考查了實驗室制取純凈的氮氣，掌握氮氣的性質，掌握實驗室基本化學實驗操作是解答的關鍵，題目難度不大