Question

【題目】為了探究化學能與熱能的轉化,某實驗小組設計了如圖所示三套實驗裝置：

(1)上述3個裝置中，不能證明“銅與濃硝酸反應是吸熱反應還是放熱反應”的是____。

(2)某同學選用裝置Ⅰ進行實驗(實驗前U形管里液面左右相平)，在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現(xiàn)象是________________，說明該反應屬于____(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)為探究固體M溶于水的熱效應，選擇裝置Ⅱ進行實驗(反應在甲中進行)。

①若M為鈉,則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是_______________________

②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，則說明M溶于水__________(填“一定是放熱反應”“一定是吸熱反應”或“可能是放熱反應”)；

③若觀察到燒杯里的玻璃管內形成一段水柱，則M可能是____。

(4)至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放熱反應還是吸熱反應。

方法①：選擇上述裝置____(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進行實驗；

方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒，則說明該反應是____(填“吸熱”或“放熱”)反應。

Answer 1

【答案】Ⅲ 左端液柱降低。右端液柱升高 放熱 產(chǎn)生氣泡，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導管內形成一段水柱 可能是放熱反應 NH4NO3 “I” 或“Ⅱ” 放熱

【解析】

（1）裝置Ⅰ和Ⅱ都可以分別通過右邊裝置中液面變化、是否有氣泡判斷反應是吸熱還是放熱，而裝置Ⅲ是將生成的氣體直接通入水中，無法判斷該反應是吸熱還是放熱反應；
（2）酸堿中和反應為放熱反應，反應放出的熱使錐形瓶中溫度升高，氣體體積增大，據(jù)此判斷U型管中液面的變化；

（3）鈉與水的反應為放熱反應，溫度升高導致大試管中氣體受熱壓強增大，燒杯中有氣泡產(chǎn)生，冷卻后體積減小，壓強減小，導管中會形成水柱；M溶于水放出熱量，不一定為化學變化，則不一定屬于放熱反應；
（4）利用裝置Ⅰ或Ⅱ都可以驗證該反應為放熱反應；棉花燃燒，證明反應中放出大量熱，該反應為放熱反應。

(1)裝置Ⅰ可通過U形管中紅墨水液面的變化判斷銅與濃硝酸的反應是放熱還是吸熱；裝置Ⅱ可通過燒杯中是否產(chǎn)生氣泡判斷銅與濃硝酸的反應放熱還是吸熱；裝置Ⅲ只是一個銅與濃硝酸反應并將生成的氣體用水吸收的裝置，不能證明該反應是放熱反應還是吸熱反應，

故答案為：Ⅲ；

(2)氫氧化鋇與硫酸反應屬于中和反應，中和反應都是放熱反應，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導致U型管左端液柱降低，右端液柱升高，

故答案為：左端液柱降低，右端液柱升高；放熱；

(3))①若M為鈉，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，該反應為放熱反應，放出的熱量使大試管中溫度升高，氣體壓強增大，所以右邊燒杯中有氣泡產(chǎn)生，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導管內形成一段水柱，

故答案為：放熱；產(chǎn)生氣泡，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導管內形成一段水柱；

②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，說明M溶于水可能放出熱量，由于放熱反應一定屬于化學變化，而有熱量放出不一定為化學變化，所以不一定屬于放熱反應，某些物質(如氫氧化鈉)溶于水放熱，但不是化學反應，

故答案為：可能是放熱反應；

③若觀察到燒杯里的玻璃管內形成一段水柱，說明裝置中氣體的壓強減小，則M可能是硝酸銨，硝酸銨溶于水，吸收熱量，溫度降低，氣體壓強減小，

故答案為：NH4NO3；

(4)至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應(4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑)是放熱反應還是吸熱反應：方法①：選擇上述裝置Ⅰ(或Ⅱ)進行實驗，Ⅰ裝置右邊U型管中左端液柱降低，右端液柱升高(或燒杯中導管中有氣泡放出)，證明該反應為放熱反應；

故答案為：Ⅰ(或Ⅱ)；

方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒，則說明該反應放出大量熱，使棉花燃燒，證明該反應是放熱反應，

故答案為：放熱。