题目内容
某化学兴趣小组的同学利用如图所示的实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）．
请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有 （填2种）．
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验．若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得的氯水分为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象及结论如下：
①请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由： ．
②请利用上述A、C装置设计一个简单的实验，验证Cl2和Br2的氧化性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论） ．
（3）A、D、E装置相连后，在A中盛装适量浓硝酸和铜片，可制得NO2并进行有关实验．
①A中发生反应的化学方程式为
②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹 ，再打开止水夹 ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是 ．
请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验．若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得的氯水分为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象及结论如下：
①请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由：
| 实验序号 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
| Ⅰ | 将氯水滴入品红溶液 | 溶液褪色 | 氯气与水反应的产物有漂白性 |
| Ⅱ | 氯水中加入NaHCO3粉末 | 有无色气泡产生 | 氯气与水反应的产物具有较强的酸性 |
（3）A、D、E装置相连后，在A中盛装适量浓硝酸和铜片，可制得NO2并进行有关实验．
①A中发生反应的化学方程式为
②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）根据装置图可以看出，在不加热的条件下固体和液体反应制备气体，当将装置中的导气管关闭后，生成的气体使装置中的气压增大，从而使固体和液体分离，使反应停止，该装置具备随制随停的特点，据此即可解答；
（2）①根据气体的成分及其性质分析判断；
②根据氯气的实验室制法选择甲、乙仪器中的药品，根据元素周期律中同一主族元素的递变性选择丙装置中的药品，根据生成物颜色分析实验现象；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，写出相应的反应方程式；
②根据二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小进行分析解答；
（2）①根据气体的成分及其性质分析判断；
②根据氯气的实验室制法选择甲、乙仪器中的药品，根据元素周期律中同一主族元素的递变性选择丙装置中的药品，根据生成物颜色分析实验现象；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，写出相应的反应方程式；
②根据二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小进行分析解答；
解答：
解：（1）该装置的最大特点是可以控制反应的发生和停止，药品一般是固体和液体在常温下能反应，实验室用锌和稀硫酸制取氢气，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，锌难溶于水，氢气难溶于水，当将装置中的导气管关闭后，生成的H2使装置中的气压增大，从而使固体和液体分离，使反应停止，所以能用图中的装置制取氢气；金属铜能稀硝酸在常温下发生反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，即3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，属于固体和液体混合反应不需要加热的反应，所以能用图中的装置制备，
故答案为：H2、NO；
（2）①因为Cl2有氧化性可以氧化品红使品红退色，但氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性也可以使品红退色，将氯气滴入品红溶液中溶液褪色，此实验无法确定是Cl2氧化性还是HClO漂白，实验实验Ⅰ结论不合理；氯气中含有氯化氢气体和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，氯气和水反应也生成盐酸，所以实验Ⅱ无法判断是哪部分的盐酸，所以实验Ⅱ也不合理，
故答案为：实验Ⅰ结论不合理，因为Cl2也有氧化性，此实验无法确定是Cl2还是HClO漂白；实验Ⅱ结论不合理，因为制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO3粉末反应产生气泡；
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，分液漏斗只能盛装液体，所以甲装浓盐酸，乙盛装二氧化锰；丙是用来检验氯气的性质，所以盛装溴化钠溶液；二氧化锰和浓盐酸反应生成黄绿色的氯气，所以会看到烧瓶中有黄绿色的气体生成；氯气和溴属于同一主族的元素，随着原子序数的增大，非金属性逐渐减弱，所以氯气能置换出溴化钠中的溴，试管内溶液由无色变为橙色，由此证明氯气的氧化性强于溴，则证明Br-的还原性强于Cl-．
故答案为：在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液，烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液由无色变为橙色，证明氯气的氧化性强于溴；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．
故答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；
②二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，所以先关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，使烧杯中的水进入试管丁，
故答案为：ab；c；双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．
故答案为：H2、NO；
（2）①因为Cl2有氧化性可以氧化品红使品红退色，但氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性也可以使品红退色，将氯气滴入品红溶液中溶液褪色，此实验无法确定是Cl2氧化性还是HClO漂白，实验实验Ⅰ结论不合理；氯气中含有氯化氢气体和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，氯气和水反应也生成盐酸，所以实验Ⅱ无法判断是哪部分的盐酸，所以实验Ⅱ也不合理，
故答案为：实验Ⅰ结论不合理，因为Cl2也有氧化性，此实验无法确定是Cl2还是HClO漂白；实验Ⅱ结论不合理，因为制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO3粉末反应产生气泡；
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，分液漏斗只能盛装液体，所以甲装浓盐酸，乙盛装二氧化锰；丙是用来检验氯气的性质，所以盛装溴化钠溶液；二氧化锰和浓盐酸反应生成黄绿色的氯气，所以会看到烧瓶中有黄绿色的气体生成；氯气和溴属于同一主族的元素，随着原子序数的增大，非金属性逐渐减弱，所以氯气能置换出溴化钠中的溴，试管内溶液由无色变为橙色，由此证明氯气的氧化性强于溴，则证明Br-的还原性强于Cl-．
故答案为：在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液，烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液由无色变为橙色，证明氯气的氧化性强于溴；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．
故答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；
②二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，所以先关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，使烧杯中的水进入试管丁，
故答案为：ab；c；双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．
点评：本题考查了启普发生器的反应原理、氯气的实验室制法及氯气、二氧化氮的性质，掌握氯气的实验室制法是解答本题的关键，题目难度中等．
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