Question

某化學興趣小組的同學利用如圖所示的實驗裝置進行實驗（圖中a、b、c表示止水夾）．

請按要求填空：
（1）利用B裝置可制取的氣體有

 

（填2種）．
（2）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進行相關的性質實驗．若在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得的氯水分為兩份，進行Ⅰ、Ⅱ兩個實驗，實驗操作、現(xiàn)象及結論如下：
①請你評價實驗Ⅰ、Ⅱ的結論是否合理？若不合理，請說明理由：

 

．

實驗序號	實驗操作	現(xiàn)象	結論
Ⅰ	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	氯氣與水反應的產(chǎn)物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入NaHCO3粉末	有無色氣泡產(chǎn)生	氯氣與水反應的產(chǎn)物具有較強的酸性

②請利用上述A、C裝置設計一個簡單的實驗，驗證Cl₂和Br₂的氧化性強弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實驗現(xiàn)象及結論）

 

．
（3）A、D、E裝置相連后，在A中盛裝適量濃硝酸和銅片，可制得NO₂并進行有關實驗．
①A中發(fā)生反應的化學方程式為

 

②欲用D裝置驗證NO₂與水的反應，其操作步驟為：先關閉止水夾

 

，再打開止水夾

 

，使燒杯中的水進入試管丁的操作是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)裝置圖可以看出，在不加熱的條件下固體和液體反應制備氣體，當將裝置中的導氣管關閉后，生成的氣體使裝置中的氣壓增大，從而使固體和液體分離，使反應停止，該裝置具備隨制隨停的特點，據(jù)此即可解答；
（2）①根據(jù)氣體的成分及其性質分析判斷；
②根據(jù)氯氣的實驗室制法選擇甲、乙儀器中的藥品，根據(jù)元素周期律中同一主族元素的遞變性選擇丙裝置中的藥品，根據(jù)生成物顏色分析實驗現(xiàn)象；
（3）①銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，寫出相應的反應方程式；
②根據(jù)二氧化氮能和水反應，則燒杯內(nèi)氣體的壓強會減小進行分析解答；

解答： 解：（1）該裝置的最大特點是可以控制反應的發(fā)生和停止，藥品一般是固體和液體在常溫下能反應，實驗室用鋅和稀硫酸制取氫氣，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，鋅難溶于水，氫氣難溶于水，當將裝置中的導氣管關閉后，生成的H₂使裝置中的氣壓增大，從而使固體和液體分離，使反應停止，所以能用圖中的裝置制取氫氣；金屬銅能稀硝酸在常溫下發(fā)生反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，即3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，屬于固體和液體混合反應不需要加熱的反應，所以能用圖中的裝置制備，
故答案為：H₂、NO；
（2）①因為Cl₂有氧化性可以氧化品紅使品紅退色，但氯氣與水反應生成的次氯酸具有漂白性也可以使品紅退色，將氯氣滴入品紅溶液中溶液褪色，此實驗無法確定是Cl₂氧化性還是HClO漂白，實驗實驗Ⅰ結論不合理；氯氣中含有氯化氫氣體和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，氯氣和水反應也生成鹽酸，所以實驗Ⅱ無法判斷是哪部分的鹽酸，所以實驗Ⅱ也不合理，
故答案為：實驗Ⅰ結論不合理，因為Cl₂也有氧化性，此實驗無法確定是Cl₂還是HClO漂白；實驗Ⅱ結論不合理，因為制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與NaHCO₃粉末反應產(chǎn)生氣泡；
②實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，分液漏斗只能盛裝液體，所以甲裝濃鹽酸，乙盛裝二氧化錳；丙是用來檢驗氯氣的性質，所以盛裝溴化鈉溶液；二氧化錳和濃鹽酸反應生成黃綠色的氯氣，所以會看到燒瓶中有黃綠色的氣體生成；氯氣和溴屬于同一主族的元素，隨著原子序數(shù)的增大，非金屬性逐漸減弱，所以氯氣能置換出溴化鈉中的溴，試管內(nèi)溶液由無色變?yōu)槌壬�，由此證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．
故答案為：在甲、乙、丙中分別裝入濃鹽酸、二氧化錳、溴化鈉溶液，燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液由無色變?yōu)槌壬�，證明氯氣的氧化性強于溴；
（3）①銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②二氧化氮能和水反應，則燒杯內(nèi)氣體的壓強會減小，小于外界大氣壓，燒杯中的溶液會倒流于試管丁，所以先關閉止水夾 ab，再打開止水夾 c，使燒杯中的水進入試管丁，
故答案為：ab；c；雙手緊握（或微熱）試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流到試管丁中．

點評：本題考查了啟普發(fā)生器的反應原理、氯氣的實驗室制法及氯氣、二氧化氮的性質，掌握氯氣的實驗室制法是解答本題的關鍵，題目難度中等．