Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（圖中a、b、c表示止水夾）．

請(qǐng)按要求填空：
（1）利用B裝置可制取的氣體有

 

（填2種）．
（2）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進(jìn)行相關(guān)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．若在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得的氯水分為兩份，進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論如下：
①請(qǐng)你評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ的結(jié)論是否合理？若不合理，請(qǐng)說(shuō)明理由：

 

．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入NaHCO3粉末	有無(wú)色氣泡產(chǎn)生	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有較強(qiáng)的酸性

②請(qǐng)利用上述A、C裝置設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cl₂和Br₂的氧化性強(qiáng)弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論）

 

．
（3）A、D、E裝置相連后，在A中盛裝適量濃硝酸和銅片，可制得NO₂并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)．
①A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

②欲用D裝置驗(yàn)證NO₂與水的反應(yīng)，其操作步驟為：先關(guān)閉止水夾

 

，再打開(kāi)止水夾

 

，使燒杯中的水進(jìn)入試管丁的操作是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)裝置圖可以看出，在不加熱的條件下固體和液體反應(yīng)制備氣體，當(dāng)將裝置中的導(dǎo)氣管關(guān)閉后，生成的氣體使裝置中的氣壓增大，從而使固體和液體分離，使反應(yīng)停止，該裝置具備隨制隨停的特點(diǎn)，據(jù)此即可解答；
（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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式；
②根據(jù)二氧化氮能和水反應(yīng)，則燒杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)會(huì)減小進(jìn)行分析解答；

解答： 解：（1）該裝置的最大特點(diǎn)是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，藥品一般是固體和液體在常溫下能反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸制取氫氣，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，鋅難溶于水，氫氣難溶于水，當(dāng)將裝置中的導(dǎo)氣管關(guān)閉后，生成的H₂使裝置中的氣壓增大，從而使固體和液體分離，使反應(yīng)停止，所以能用圖中的裝置制取氫氣；金屬銅能稀硝酸在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，即3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，屬于固體和液體混合反應(yīng)不需要加熱的反應(yīng)，所以能用圖中的裝置制備，
故答案為：H₂、NO；
（2）①因?yàn)镃l₂有氧化性可以氧化品紅使品紅退色，但氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性也可以使品紅退色，將氯氣滴入品紅溶液中溶液褪色，此實(shí)驗(yàn)無(wú)法確定是Cl₂氧化性還是HClO漂白，實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)Ⅰ結(jié)論不合理；氯氣中含有氯化氫氣體和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，氯氣和水反應(yīng)也生成鹽酸，所以實(shí)驗(yàn)Ⅱ無(wú)法判斷是哪部分的鹽酸，所以實(shí)驗(yàn)Ⅱ也不合理，
故答案為：實(shí)驗(yàn)Ⅰ結(jié)論不合理，因?yàn)镃l₂也有氧化性，此實(shí)驗(yàn)無(wú)法確定是Cl₂還是HClO漂白；實(shí)驗(yàn)Ⅱ結(jié)論不合理，因?yàn)橹迫〉穆葰庵泻�有HCl氣體，HCl溶于水后能與NaHCO₃粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡；
②實(shí)驗(yàn)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(lái)檢驗(yàn)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(huì)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(wú)色變?yōu)槌壬�，由此證明氯氣的氧化性強(qiáng)于溴，則證明Br^-的還原性強(qiáng)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(wú)色變?yōu)槌壬�，證明氯氣的氧化性強(qiáng)于溴；
（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；
②二氧化氮能和水反應(yīng)，則燒杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)會(huì)減小，小于外界大氣壓，燒杯中的溶液會(huì)倒流于試管丁，所以先關(guān)閉止水夾 ab，再打開(kāi)止水夾 c，使燒杯中的水進(jìn)入試管丁，
故答案為：ab；c；雙手緊握（或微熱）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)燒杯中的水倒流到試管丁中．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了啟普發(fā)生器的反應(yīng)原理、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及氯氣、二氧化氮的性質(zhì)，掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．