Question

某校化学兴趣小组的同学按图所示将实验装置连接好，进行化学能与热能转化的实验探究．请帮他们回答下列问题：
实验前，在U型管内加入少量品红溶液（或红墨水）．打开3个T型管螺旋夹，使U型管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹．
（1）在内部的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，打开a、b螺旋夹，可观察到U型管里的红墨水如何变化？_{______}．
（2）如果用这个装置观察到U型管内出现与上述（1）相反的现象，可在小试管中加入_{______}固体后滴入适量的蒸馏水．
（3）若向内部的试管中放入几小块铜片，再用滴管滴入10mL稀硝酸，能否得到（1）中现象？______，另外可观察到的现象是______；产生上述现象的原因是______；写出有关反应的化学方程式______；由此可知，反应后产物的总能量______（填“大于”、“小于”、“等于”）硝酸和铜片的总能量．此时该装置有明显的不足，原因是______，改进的方法是______．

Answer 1

（1）氧化钙与水反应放热，导致大试管内气压增大，所以U型管里的红墨水向右移动，导致右侧液面高于左侧液面，故答案为：U型管里的红墨水向右移动，导致右侧液面高于左侧液面；
（2）如果用这个装置观察到U型管内出现与上述（1）相反的现象，需加入和水接触吸热的物质，如铵盐，铵盐溶于水吸热，故答案为：NH₄Cl或NH₄NO₃等铵盐；
（3）铜片能和稀硝酸反应，生成硝酸铜、水、一氧化氮无色气体，即：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反应放热，使大试管内气压增大，导致U型管里的红墨水向右移动，生成的一氧化氮是无色气体，迅速被氧气氧化为红棕色的二氧化氮，即2NO+O₂=2NO₂，氮的氧化物有毒，会污染环境，必须进行尾气吸收处理，可以用氢氧化钠来吸收，当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应是吸热的，
故答案为：能；铜片表面有气泡冒出，过一会儿，试管口附近有红棕色气体出现，U型管里的红墨水向右移动；铜片和稀硝酸反应生成NO，NO被氧气氧化为NO₂，该反应放热，使大试管内气压增大，导致U型管里的红墨水向右移动；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂；小于；NO、NO₂逸散到空气中，会造成环境污染；在试管上加一双孔塞，用导气管将生成的气体导入到氢氧化钠溶液中．