Question

实验室获取氮气有很多种途径，常见的3种方法是：
方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜；
方法二：将空气通入灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；
方法三：将亚硝酸钠（NaNO₂）和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气．
进行实验时可选择的实验仪器如图（省略夹持装置与加热装置）

（1）方法一：制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最后选用

D

（填装置编号）．请写出生石灰在此反应中的两个作用：

生石灰和水反应放热，促使氨水挥发、分解而得到氨气（或降低氨气的溶解度）

，

生石灰与水反应，减少了溶剂

．
（2）方法二：为保证所得氨气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置

E

（选填装置编号）中加入

碱石灰

以除去其他杂志气体．
（3）方法三：制氨气的化学方程式为：

NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O

．
（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂，在制取氮气的3种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价：

铜和氧化铜可循环使用，节省试剂（或避免使用有毒物质而造成污染）

．

Answer 1

分析：（1）根据反应物状态和反应条件选择发生装置，对比原料及生产过程分析生石灰的作用：生石灰和水反应生成熟石灰，一方面消耗氨水中的水，另一方面放出的热量促使氨水挥发、分解而得到氨气；
（2）根据实验的要求要除去空气中多余的水蒸气、二氧化碳等杂质，可以通过碱性干燥剂完成；
（3）根据反应物及题目的信息结合元素守恒判断生成物写出化学方程式；
（4）根据绿色化学的定义结合反应的原理对比分析优点．

解答：解：（1）用CaO和浓氨水反应，应选固液常温型的发生装置，即D；浓氨水常温下跟生石灰反应生成氨气和氢氧化钙，化学方程式为CaO+NH₃?H₂O=NH₃↑+Ca（OH）₂，因为氨水不稳定易挥发，生石灰和水反应生成熟石灰的过程中，生石灰的两个作用是：一方面消耗氨水溶液中的水，另一方面放出的热量促使氨水挥发、分解而得到氨气；
（2）空气中除了氮气、氧气外，还含有二氧化碳、水蒸气等，为保证所得氨气尽可能纯净，要除去空气中多余的水蒸气、二氧化碳等杂质，可以通过碱性干燥剂-碱石灰，既可以吸收二氧化碳又能吸收水；
（3）根据信息反应物是亚硝酸钠（NaNO₂）和氯化铵，反应条件是加热，氮元素全部转化为氮气，反应前后元素的种类不变，因此生成物还有氯化钠和水，因此反应的方程式为：
NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O；
（4）从题中信息可知，NH₃和CuO生成Cu和N₂  而空气和Cu生成CuO，故Cu和CuO可以循环使用，方法三使用有毒的亚硝酸钠，方法一和二避免使用有毒物质而造成污染，因此联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比的优点有：铜和氧化铜可循环使用，节省试剂（或避免使用有毒物质而造成污染）．
故答案为：（1）D； 生石灰和水反应放热，促使氨水挥发、分解而得到氨气（或降低氨气的溶解度）；生石灰与水反应，减少了溶剂；
（2）E；碱石灰；  （3）NaNO₂+NH₄Cl

△   .

NaCl+N₂↑+2H₂O；（4）铜和氧化铜可循环使用，节省试剂（或避免使用有毒物质而造成污染）．

点评：本题是一信息题，考查学生的知识拓展迁移能力，要求学生有良好的分析能力，能会从题干信息中找突破口，根据信息将学过的知识进行迁移．