颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用作手机辐射屏蔽材料.实验室的制备方法是:以高纯氮气作保护气,在高温条件下用H2和FeCl2反应生成“纳米铁”,实验装置如下图.请回答:
颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用作手机辐射屏蔽材料.实验室的制备方法是:以高纯氮气作保护气,在高温条件下用H2和FeCl2反应生成“纳米铁”,实验装置如下图.请回答:
(1)A装置用于制取,反应的化学方程式为______ .
(2)实验时,应先将______(填“N2”或“H2”)通入C装置,反应生成“纳米铁”的化学方程式为;实验中需要保护气的原因是______ .
(3)a导管口的气态产物除HC1外还可能有______(填化学式).
(4)利用D装置也可以得到较纯净的氮气.但科学家发现,采用此方法在b导管口得到的氮 气在相同条件下比原方法得到的氮气密度略大,原因是______(假设上述实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥);若开始加入的铜粉质量为3.84g,持续通人空气至铜粉全部反应,冷却后固体质量为4.48g,则固体的成分为______ , 反应的化学方程式为______ .
【答案】(1)NaNO2+NH4Cl NaCl+N2+2H2O
(2)N2;排尽空气,防止生成的铁能与空气中的氧气反应
(3)NH3
(4)制得的氮气中会含有密度比空气大的气体;CuO和Cu2O;3Cu+O2 CuO+Cu2O
解:(1)亚硝酸钠与氯化氨反应生成氮气、氯化钠和水,方程式为:NaNO2+NH4Cl NaCl+N2+2H2O;所以答案是:NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2+2H2O;(2)实验时,应先将N2通入C装置,排出装置中的空气,在高温条件下用H2和FeCl2反应生成“纳米铁”和氯化氢,方程式为:H2+FeCl2
Fe+2HCl,实验中需要保护气的原因是排尽空气,防止生成的铁能与空气中的氧气反应;所以答案是:N2;H2+FeCl2
Fe+2HCl;排尽空气,防止生成的铁能与空气中的氧气反应;(3)氮气和氢气在高温条件下能反应生成氨气,所以a导管口的气态产物除HC1外还可能有NH3;
所以答案是:NH3;(4)利用D装置收集氮气中会含有密度比空气大的气体;铜粉质量为3.84g,其物质的量为 =0.06mol,冷却后固体质量为4.48g,其中含有氧原子的质量为4.48g﹣3.84g=0.64g,其物质的量为
=0.4mol,由此可知铜原子的个数与氧原子的个数之比3:2,所以固体的成分为CuO和Cu2O,其方程式为:3Cu+O2
CuO+Cu2O所以答案是:制得的氮气中会含有密度比空气大的气体;CuO和Cu2O;3Cu+O2
CuO+Cu2O.
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