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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 氮气 测定物质组成、成分含量 试题正文
  • 实验题
    人体呼出气体中含有N2、O2、CO2、水蒸气等多种成分。某课外学习小组利用下图装置测定N2、O2、
    CO2、的百分含量（忽略水蒸气等微量成分）。其中B是带刻度的量气装置。试验步骤

    ①先检验装置的气密性。再向装置中装入药品（如图所示），其中C瓶溶液上方为100mL 已除尽CO2的空气（N2和O2的体积比为4 ：1）。
    ②打开止水夹b、c、d，关闭止水夹e，向B瓶中吹气后关闭d，并冷却到室温，收集到V1mL气体。
    ③关闭b，打开止水夹a、c、e、f，用打气筒向A瓶中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出，此时量筒中液面读数为V2mL。
    ④关闭e、f，降低燃烧匙的高度，用电火花引燃红磷。
    ⑤等C瓶冷却到室温，打开f1最终量筒液面读数为V3mL。
    回答下列问题：
    （1）A、B中装饱和NaHCO3而不能装饱和Na2CO3溶液的原因是____________________________。
    （2）C装置中红磷要过量的目的是____________________________。
    （3）反应结束后，C瓶溶液中含有溶质的化学式为________________________________。
    （4）利用上述数据计算人体呼出气体中氧气所占体积百分数为____________________，CO2所占体积百分数为____________________。
    （5）步骤⑤中C瓶还未冷却到室温就打开止水夹读数，这样会使所测氧气体积分数___________（填“偏大”或“偏小”）。
    （6）严格按①～⑤进行试验后测得数据仍有一定误差，可能的原因是（答出一点即可）_____________________________________
    本题信息：2009年河北省期末题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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氮气

测定物质组成、成分含量

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  • 测定物质组成、成分含量

氮元素在自然界中的存在形式：

既有游离态又有化合态。空气中含N278％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素


氮气的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小，氮气在水中的溶解度很小，在常压下101kPa，-195.8℃氮气变成无色液体，-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N，由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质：氮分子化合价为0价，既可以升高也可以降低，说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N2与H2化合生成NH3：
说明：该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。
②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应：
③N2与O2化合生成NO：
说明：在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。


氮气的用途：
①合成氨，制硝酸；
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；
④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；
⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；
⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

 定量实验介绍：


燃烧法测定氨基酸的组成：

实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现按下图所示装置进行实验。

①实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，目的是排除体系中的N2。
②D装置的作用是吸收未反应的O2，保证最终收集的气体是N2。
③读取N2体积时，应注意：量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N2的体积为ＶmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量

用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量：
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图：
 
①连接顺序为：bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入；实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色；
③Cu的相对原子质量的表达式
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