Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖所示實驗裝置進行實驗（圖中a、b、c表示止水夾）．

請按要求填空_：
（1）如何檢查B裝置的氣密性

用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．

（2）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進行相關(guān)的性質(zhì)實驗．
①若在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得氯水分成兩份，進行I、II兩個實驗，實驗操作、現(xiàn)象結(jié)論如下：

實驗 序號	實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
I	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	Cl2與水反應(yīng)的產(chǎn)物有漂白性
II	氯水中加入NaHCO3粉末	有無色氣泡產(chǎn)生	Cl2與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有較強的酸性

請你評價實驗I、II的結(jié)論是否合理？若不合理，請說明理由．

實驗Ⅰ結(jié)論合理，實驗Ⅱ結(jié)論不合理，因為制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡；

②請利用上述裝置設(shè)計一個簡單的實驗，驗證C廠和B廣的還原性強弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實驗現(xiàn)象及結(jié)論）

在甲、乙、丙中分別裝入濃鹽酸、二氧化錳、溴化鈉溶液，燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液由無色變?yōu)槌壬�，證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．

（3）B、D、E裝置相連后，在B中盛裝濃硝酸和銅片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并進行有關(guān)實驗．
①B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

②欲用D裝置驗證NO₂與水的反應(yīng)（此時c處于關(guān)閉狀態(tài)），其操作步驟為_：先關(guān)閉止水夾

ab

再打開止水夾

c

，使燒杯中的水進入試管丁的操作是

雙手緊握試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流于試管�。�

．
③試管丁中的NO₂與水充分反應(yīng)后，若向試管內(nèi)緩緩?fù)ㄈ胍欢�量的O₂，直至試管全部充滿水，則所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是

0.045mol/L

 （氣體按標(biāo)準(zhǔn)狀況計算）．

Answer 1

分析：（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象來判斷．壓強差主要來自兩方面：一是利用溫度的變化引起氣體體積變化，二是利用外力產(chǎn)生壓強差．
（2）①根據(jù)氣體的成分及其性質(zhì)分析判斷；
②根據(jù)氯氣的實驗室制法選擇甲、乙儀器中的藥品，根據(jù)元素周期律中同一主族元素的遞變性選擇丙裝置中的藥品，根據(jù)生成物顏色分析實驗現(xiàn)象；
（3）①銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式；
②根據(jù)二氧化氮溶于水形成壓強差分析；
③先根據(jù)二氧化氮的體積計算硝酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)C=

n(HNO3)

V

計算溶液的濃度；

解答：解：（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象來判斷，所以用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．
故答案為：用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．
（2）①濃鹽酸有揮發(fā)性，所以制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫極易溶于水生成鹽酸，鹽酸和品紅溶液不反應(yīng)，但和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，氯氣和水反應(yīng)也生成鹽酸，所以實驗Ⅱ無法判斷是哪部分的鹽酸，所以不合理．
故答案為：實驗Ⅰ結(jié)論合理，實驗Ⅱ結(jié)論不合理，因為制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡；
②實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，分液漏斗只能盛裝液體，所以甲裝濃鹽酸，乙盛裝二氧化錳；丙是用來檢驗氯氣的性質(zhì)，所以盛裝溴化鈉溶液；二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成黃綠色的氯氣，所以會看到燒瓶中有黃綠色的氣體生成；氯氣和溴屬于同一主族的元素，隨著原子序數(shù)的增大，非金屬性逐漸減弱，所以氯氣能置換出溴化鈉中的溴，試管內(nèi)溶液由無色變?yōu)槌壬�，由此證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．
故答案為：在甲、乙、丙中分別裝入濃鹽酸、二氧化錳、溴化鈉溶液，燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液由無色變?yōu)槌壬�，證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．
（3）①銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
②若二氧化氮能和水反應(yīng)，則燒杯內(nèi)氣體的壓強會減小，小于外界大氣壓，燒杯中的溶液會倒流于試管丁，所以先關(guān)閉止水夾 ab再打開止水夾 c，使燒杯中的水進入試管�。�
故答案為：ab；c；雙手緊握試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流于試管�。�
③設(shè)容器的體積為VL，所以二氧化氮氣體的物質(zhì)的量為n=

VL

22.4L/mol

，二氧化氮和氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，所以溶質(zhì)是硝酸．
設(shè)生成硝酸的物質(zhì)的量為xmol；
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃
4mol          4mol

VL

22.4L/mol

  xmol
x=

VL

22.4L/mol

C=

n(HNO3)

V

=

VL 22.4L/mol

VL

=0.045mol/L
故答案為：0.045mol/L．

點評：本題考查氯氣的實驗室制法及氯氣、二氧化氮的性質(zhì)，難度不大，易錯題是（2）①題，注意制取氯氣的反應(yīng)裝置中含有氯化氫雜質(zhì)，會影響氯氣和水反應(yīng)生成的鹽酸的鑒別．