Question

【题目】为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示三套实验装置：

(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是____。

(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是________________，说明该反应属于____(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。

①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_______________________

②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水__________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；

③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____。

(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。

方法①：选择上述装置____(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验；

方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是____(填“吸热”或“放热”)反应。

Answer 1

【答案】Ⅲ 左端液柱降低。右端液柱升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱 可能是放热反应 NH4NO3 “I” 或“Ⅱ” 放热

【解析】

（1）装置Ⅰ和Ⅱ都可以分别通过右边装置中液面变化、是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；
（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体体积增大，据此判断U型管中液面的变化；

（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；
（4）利用装置Ⅰ或Ⅱ都可以验证该反应为放热反应；棉花燃烧，证明反应中放出大量热，该反应为放热反应。

(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，

故答案为：Ⅲ；

(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高，

故答案为：左端液柱降低，右端液柱升高；放热；

(3))①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱，

故答案为：放热；产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；

②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水可能放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，某些物质(如氢氧化钠)溶于水放热，但不是化学反应，

故答案为：可能是放热反应；

③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明装置中气体的压强减小，则M可能是硝酸铵，硝酸铵溶于水，吸收热量，温度降低，气体压强减小，

故答案为：NH4NO3；

(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验，Ⅰ装置右边U型管中左端液柱降低，右端液柱升高(或烧杯中导管中有气泡放出)，证明该反应为放热反应；

故答案为：Ⅰ(或Ⅱ)；

方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应，

故答案为：放热。