Question

为了检验Pb(NO₃)₂热分解的产物，有人用图6-17中的装置进行实验(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)。实验时，试管中放入研细的Pb(NO₃)₂晶体；实验结束后，在试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。

                                   图6-17

回答下面问题：

    (1)在装置中试管和U形管上的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠。原因是_______________________________________。

    (2)液体X可能是_____________；气体Y可能是____________。

    (3)导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意_______________，理由是?____________________。

    (4)用简单的实验证实(2)中的判断。

    ①对X的判断；

    ②对Y的判断(要求：怎样从水槽中取出集气瓶、实验方法、现象、结论)。

Answer 1

解析：这是一个典型的物质性质实验设计问题，是化学原理和实验技术的综合应用。比如Pb(NO₃)₂晶体分解产物的判断是一个难点，易把X答成H₂O〔Pb(NO₃)₂中根本不含氢元素〕、Y答成NO造成错误。其实依据氧化还原反应原理，由可知，Pb的化合价不变，那么N化合价必然下降。而O化合价一定升高，再联想到NO与O₂不共存，NO₂是红棕色气体，最后X只能是N₂O₄在低温下反应：2NO₂N₂O₄，生成N₂O₄，Y是O₂。在实验技术上，除了基本的实验技能外，还要考虑橡胶的腐蚀、倒吸的防止等实验安全问题。

答案： (1)NO₂气体会损坏橡胶

    (2)N₂O₄  O₂

    (3)先把导气管移出水面，然后熄灭火焰  防止水槽中的水倒吸到U形管中

    (4)①在通风橱中取下U形管放置，观察到U形管中液体迅速消失，管中充满红棕色气体，证明X是液态N₂O₄。

    ②在水槽，用玻璃片盖住集气瓶口，按住玻璃片，小心把集气瓶移出水面，正放在桌子上，用带火星的木条插入瓶口，木条迅速燃烧，证明Y是O₂。