Question

6．某化学兴趣小组设置了如图所示的实验装置，即可用于制取气体，又可用于验证物质的性质

（1）利用Ⅰ、Ⅱ装置制取气体（K₂关闭、K₁打开），甲同学认为：利用Ⅱ装置可以收集H₂等气体，但不能收集O₂、NO₂或NO气体，其理由是O₂、NO₂密度比空气大，NO与空气密度相差不大且与空气中的氧气反应．
（2）乙同学认为：利用Ⅱ装置作简单改进（但不改变瓶口朝向），也可以收集O₂、NO等气体，但不能收集NO₂气体，其改进的方法是将Ⅱ装置加满水．
（3）丙同学想利用上述装置比较H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性强弱（不必再选用其它酸性溶液，且通过一次实验就可以达到目的）．实验时，K₁关闭、K₂打开．锥形瓶内装Na₂CO₃固体，装置C（试管）中所盛的试剂是Na₂SiO₃溶液；实验确认H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性强弱出现的现象是装置Ⅰ中产生气泡、装置C中产生白色沉淀．
（4）丁同学想证明氧化性：Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂，实验时，K₁关闭、K₂打开，则在A中加浓盐酸；B中加Ca（ClO）₂，C中加NaBr溶液溶液，观察到C中的现象是溶液由无色变为橙色或黄色或橙红色；但是此装置在完成这个实验时尚存不足，其不足是氯气易逸出污染环境．

Answer 1

分析 （1）Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法；NO与氧气反应；
（2）用排水法可以收集O₂和NO等气体，二氧化氮与水反应，且易溶于水；
（3）比较H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性强弱，可在Ⅰ中用碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳，Ⅲ为硅酸钠，与二氧化碳反应可生成硅酸沉淀；
（4）比较Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂氧化性强弱，在Ⅰ中Ca（ClO）₂与浓盐酸反应生成氯气，氯气与Ⅲ中NaBr溶液反应生成溴，溶液颜色由无色变为橙色或橙红色，注意防止氯气污染环境．

解答 解：（1）Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法，O₂、NO₂的密度大于空气的密度，则O₂、NO₂应采用向上排空气法收集；一氧化氮和氧气能发生反应生成二氧化氮，一氧化氮应采用排水法收集，所以该装置不能收集氧气和一氧化氮，
故答案为：O₂、NO₂密度比空气大，NO与空气密度相差不大且与空气中的氧气反应；
（2）O₂ 和NO不能与水发生反应，而且难溶于水，所以能采用排水法收集，故答案为：将Ⅱ装置加满水；
（3）比较H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性强弱，可在Ⅰ中用碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳，Ⅲ为硅酸钠，与二氧化碳反应可生成硅酸沉淀，
故答案为：Na₂CO₃；Na₂SiO₃溶液；装置Ⅰ中产生气泡、装置C中产生白色沉淀；
（4）比较Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂氧化性强弱，在Ⅰ中Ca（ClO）₂与浓盐酸反应生成氯气，氯气与Ⅲ中NaBr溶液反应生成溴，溶液颜色由无色变为橙色或橙红色，注意防止氯气污染环境，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，
故答案为：浓盐酸；NaBr溶液；溶液由无色变为橙色或黄色或橙红色；氯气易逸出污染环境．

点评 本题考查了实验方案设计，题目难度中等，注意根据气体的性质及密度选择相应的收集方法以及实验设计的方案的设计，侧重于考查学生对实验原理的把握和对仪器的使用．