Question

實驗室獲取氮氣有很多種途徑，常見的3種方法是：
方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮氣和銅；
方法二：將空氣通入灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末；
方法三：將亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣．
進行實驗時可選擇的實驗儀器如圖（省略夾持裝置與加熱裝置）

（1）方法一：制氮氣所需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反應的發(fā)生裝置最后選用

D

（填裝置編號）．請寫出生石灰在此反應中的兩個作用：

生石灰和水反應放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣（或降低氨氣的溶解度）

，

生石灰與水反應，減少了溶劑

．
（2）方法二：為保證所得氨氣盡可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置

E

（選填裝置編號）中加入

堿石灰

以除去其他雜志氣體．
（3）方法三：制氨氣的化學方程式為：

NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O

．
（4）綠色化學是指在制造和應用化學產品時應有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑與溶劑，在制取氮氣的3種方法中，聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨使用方法三相比，具有很多優(yōu)越性，請從綠色化學的角度進行評價：

銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑（或避免使用有毒物質而造成污染）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置，對比原料及生產過程分析生石灰的作用：生石灰和水反應生成熟石灰，一方面消耗氨水中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
（2）根據(jù)實驗的要求要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質，可以通過堿性干燥劑完成；
（3）根據(jù)反應物及題目的信息結合元素守恒判斷生成物寫出化學方程式；
（4）根據(jù)綠色化學的定義結合反應的原理對比分析優(yōu)點．

解答：解：（1）用CaO和濃氨水反應，應選固液常溫型的發(fā)生裝置，即D；濃氨水常溫下跟生石灰反應生成氨氣和氫氧化鈣，化學方程式為CaO+NH₃?H₂O=NH₃↑+Ca（OH）₂，因為氨水不穩(wěn)定易揮發(fā)，生石灰和水反應生成熟石灰的過程中，生石灰的兩個作用是：一方面消耗氨水溶液中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
（2）空氣中除了氮氣、氧氣外，還含有二氧化碳、水蒸氣等，為保證所得氨氣盡可能純凈，要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質，可以通過堿性干燥劑-堿石灰，既可以吸收二氧化碳又能吸收水；
（3）根據(jù)信息反應物是亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨，反應條件是加熱，氮元素全部轉化為氮氣，反應前后元素的種類不變，因此生成物還有氯化鈉和水，因此反應的方程式為：
NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O；
（4）從題中信息可知，NH₃和CuO生成Cu和N₂  而空氣和Cu生成CuO，故Cu和CuO可以循環(huán)使用，方法三使用有毒的亞硝酸鈉，方法一和二避免使用有毒物質而造成污染，因此聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨使用方法三相比的優(yōu)點有：銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑（或避免使用有毒物質而造成污染）．
故答案為：（1）D； 生石灰和水反應放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣（或降低氨氣的溶解度）；生石灰與水反應，減少了溶劑；
（2）E；堿石灰；  （3）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O；（4）銅和氧化銅可循環(huán)使用，節(jié)省試劑（或避免使用有毒物質而造成污染）．

點評：本題是一信息題，考查學生的知識拓展遷移能力，要求學生有良好的分析能力，能會從題干信息中找突破口，根據(jù)信息將學過的知識進行遷移．