Question

某興趣小組的同學(xué)共同設(shè)置了如圖所示的實驗裝置，既可用于制取氣體，又可用于驗證物質(zhì)的性質(zhì)．請回答下列問題：
（1）利用裝置Ⅰ制取氣體，生成氣體的反應(yīng)應(yīng)具備的條件是

 

．
（2）利用裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體（K₂關(guān)閉，K₁打開）．
甲同學(xué)認(rèn)為：利用裝置Ⅱ可以收集H₂、NH₃等氣體，但不能收集O₂和NO等氣體，其理由是：

 

；
乙同學(xué)認(rèn)為：對裝置Ⅱ做簡易改進（不改變儀器裝置），也可收集O₂和NO等氣體，但不能收集NO₂氣體，改進的方法是

 

；不能收集NO₂氣體的原因是（用化學(xué)方程式表示）

 

；
（3）利用裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質(zhì)的性質(zhì)（K₂打開，K₁關(guān)閉）．如要設(shè)計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則可在A 中加濃鹽酸，B中加

 

，C中加

 

，觀察到C中的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,實驗裝置綜合,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）分液漏斗中為液體，錐形瓶中為固體，該反應(yīng)裝置I不需要加熱；
（2）裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體，為固體與液體反應(yīng)制備密度比空氣小的氣體，且氣體與氧氣不能反應(yīng)；
（3）裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質(zhì)的性質(zhì)（K₂打開，K₁關(guān)閉）．如要設(shè)計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則I中發(fā)生高錳酸鉀和濃鹽酸的氧化還原反應(yīng)，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應(yīng)，以此來解答．

解答： 解：（1）裝置Ⅰ制取氣體，由圖可知分液漏斗中為液體，錐形瓶中為固體，該反應(yīng)裝置I不需要加熱，即生成氣體的反應(yīng)應(yīng)具備的條件是固體與液體反應(yīng)，且不需要加熱，
故答案為：固體與液體反應(yīng)，且不需要加熱；
（2）裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體，為固體與液體反應(yīng)制備密度比空氣小的氣體，且氣體與氧氣不能反應(yīng)，則
甲同學(xué)認(rèn)為：利用裝置Ⅱ可以收集H₂、NH₃等氣體，但不能收集O₂和NO等氣體，其理由是氧氣的密度比空氣大，NO密度與空氣接近，且NO和氧氣反應(yīng)；
乙同學(xué)簡易改進也可收集O₂和NO等氣體，是因O₂ 和NO不能與水發(fā)生反應(yīng)，而且難溶于水，所以能采用排水法收集；NO₂和水能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)為3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃，不能采用排水法收集，該裝置不改變儀器裝置，所以只能采用排水法收集，即裝置II中加滿水，
故答案為：氧氣的密度比空氣大，NO密度與空氣接近，且NO和氧氣反應(yīng)；裝置II中加滿水；3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃；
（3）裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質(zhì)的性質(zhì)（K₂打開，K₁關(guān)閉）．如要設(shè)計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則I中發(fā)生高錳酸鉀和濃鹽酸的氧化還原反應(yīng)，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應(yīng)，由氧化性為氧化劑＞氧化產(chǎn)物，則A中為濃鹽酸，B中為KMnO₄固體，C中為NaBr溶液，觀察到C中的現(xiàn)象為溶液呈橙色，
故答案為：KMnO₄固體；NaBr溶液；溶液呈橙色．

點評：本題考查氣體的制備及性質(zhì)實驗方案設(shè)計，為高頻考點，把握氣體的性質(zhì)及密度選擇相應(yīng)的收集方法以及實驗設(shè)計的方案的設(shè)計，側(cè)重于考查學(xué)生對實驗原理的把握和對儀器的使用，題目難度中等．