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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