人们谈起空气的成分,绝大多数人都能绘声绘色的说起氧气,他们的理由是:氧气可以供给呼吸,人类的生存离不开氧气呀!很少有人会谈论氮气,虽然氮气在空气中占到了“压倒性的地位”――氮气的体积约占空气体积分数的78%,可氮气总是显得那么的"低调"、那么的”默默无闻”.那么你是否真的了解氮气?氮气是否就如人们所料的一无是处呢?
一、你所了解的氮气
氮气,化学式N2,通常状况下是一种无色无味的气体,且通常无毒.氮气约占空气体积分数的78%,是空气中含量最多的气体.在标准大气压下,冷却至-195.6℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-218.8 ℃时,液态氮变成雪状的固体.
氮气的化学性质很稳定,常温下很难跟其他物质发生反应.但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质.
二、你所不了解的氮气
1.由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气.以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存.
2.液氮还可用作深度冷冻剂.作为冷冻剂在医院做除斑、包、痘等的手术时常常也使用,即将斑、包、痘等冻掉,但是容易出现疤痕,并不建议使用.
3.高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气.用作铜管的光亮退火保护气体.跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体.
4.在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体.用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体.用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量.用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化.
……
三、你应该了解的氮气
氮气在工农业生产中有许多神奇的用途,对于氮气的知识考查,主要有以下几种类型:
1.考查氮气的含量
例1 (2013年永州)小车剧烈冲撞后,安全气囊中会瞬间产生一种空气中含量最多的气体,该气体为( )
(A) 氮气 (B) 氧气 (C) 二氧化碳 (D) 水蒸气
分析:同学们只要能熟记空气中各成分及体积分数,再能灵活运用,就能很轻松的解决此类问题.空气中各成分及体积分数为氮气:78%、氧气:21%、稀有气体:0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质:0.03%.
答案:(A)
2.考查氮气的用途
例2 (2013年黄石)下列关于氮气用途的叙述中,不正确的是( )
(A) 食品防腐 (B) 制成各种电光源
(C) 医疗冷冻麻醉 (D) 制化肥的重要原料
分析:物质的性质决定物质的用途,熟记氮气的用途,并注意区分氮气和其他气体的用途,即可轻松作答.氮气化学性质不活泼,可用于食品防腐、灯泡填充气等;液态氮气气化会带走大量的热,因此可达到冷冻麻醉效果;氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料,所以(A)(C)(D)均正确.氮气不能像稀有气体那样通电后会呈现不同颜色,所以不能制成航标灯、霓虹灯、闪光灯,故说法(B)错误.
答案:(B)
3.考查氮气的检验
例3 茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装,即将食品装入包装袋,抽出包装袋内空气,再充入防止食品变质的气体,然后封口.真空充气包装能使食品保持原有的色、香、味及营养价值,防止食品受压而破碎变形.
【提出问题】充入食品包装袋中的气体是什么?
【提出猜想】食品包装袋中的气体可能是氮气.
【实验方案】
小明和小红收集了一瓶食品包装袋中的气体.
1.将燃着的小木条插入瓶中,观察到: ;
2.再在向集气瓶中倒入适量的澄清石灰水,观察到: .
【实验结论】
食品包装袋中的气体是氮气.
【反思与交流】
小明探究后陷入了深思,他向小红提出了:还有没有其它气体的可能性.
小明与小红讨论后,一致认为充入的气体还可能是:① ;② .
分析:食品变质是食品与空气中的氧气发生反应,所以真空包装的目的是除去空气,使大多数微生物因缺少氧气而受到抑制.充入食品包装袋中的气体若是氮气,可用燃着的木条来检
验,若木条火焰熄灭,再将该气体通入澄清石灰水,石灰水不变浑浊,则可证明.充入的气体还可能是稀有气体,或氮气和稀有气体的混合气体.
答案:木条火焰熄灭;石灰水不变浑浊.【反思与交流】①稀有气体;②氮气和稀有气本(其他合理答案均可).
同学们,通过以上知识的介绍与习题分析,你现在应该明白氮气:虽然"默默无闻",却是用途很广.我们在日常生活中要学会做个有心人,要学会从我们周围的世界中发现化学问题,解决化学问题,社会生活才是真正的知识宝库,学以致用才是我们学习化学的最终目的.