Question

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

請按要求填空：（可供選擇的試劑有：Cu片，MnO₂粉末，濃硝酸，稀硝酸，濃硫酸，濃鹽酸，氫氧化鈉溶液，酚酞）
（1）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．將所得氯水加入到滴有酚酞的NaOH溶液中，觀察到溶液褪色，甲同學給出的結論是氯水溶于水生成了酸，將NaOH中和后溶液褪色．
a．寫出制取氯氣的化學方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
b．乙同學認為甲同學的結論不正確，他認為褪色的原因可能是次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色．
c．如何驗證甲、乙兩同學的結論（寫出所加試劑．現象，結論）：取反應后的溶液少許于試管中，加入NaOH溶液，若溶液變紅，說明褪色是由于氯水溶于水生成了酸，將NaOH中和后溶液褪色，即甲同學正確，若溶液不變紅，則說明褪色次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色，即乙同學正確；．
（4）B、D、E裝置相連后，可制得NO₂并進行有關實驗．
①B中發生反應的化學方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
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ab，再打開止水夾c，使燒杯中的水進入試管丁的操作是雙手緊握試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發燒杯中的水倒流于試管丁．
③試管丁中的NO₂與水充分反應，若向試管內緩緩通入一定量的O2，知道試管全部充滿水，則所得溶液中的溶質的物質的量濃度是0.045mol/L（氣體按標準狀況計算，結果保留二位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）a．濃鹽酸和二氧化錳加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
b．氯氣與水反應生成次氯酸和鹽酸，次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色，鹽酸能與氫氧化鈉反應，也能使溶液褪色；
c．向褪色后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，溶液變紅，證明甲同學正確，反之乙同學正確；
（2）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根據二氧化氮溶于水形成壓強差分析；
③先根據二氧化氮的體積計算硝酸的物質的量，再根據C=$\frac{n（HN{O}_{3}）}{V}$計算溶液的濃度；

解答 解：（1）a．濃鹽酸與二氧化錳加熱反應來制取氯氣的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
b．氯將所得氯水加入到滴有酚酞的NaOH溶液中，觀察到溶液褪色，可能是次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色，鹽酸能與氫氧化鈉反應，也能使溶液褪色；
故答案為：次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色；
c．向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，若溶液變紅，說明褪色是由于氯水溶于水生成了酸，將NaOH中和后溶液褪色，即甲同學正確，若溶液不變紅，則說明褪色次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色，即乙同學正確；
故答案為，取反應后的溶液少許于試管中，加入NaOH溶液，若溶液變紅，說明褪色是由于氯水溶于水生成了酸，將NaOH中和后溶液褪色，即甲同學正確，若溶液不變紅，則說明褪色次氯酸具有漂白性，能使溶液褪色，即乙同學正確；
（2）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若二氧化氮能和水反應，則燒杯內氣體的壓強會減小，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；雙手緊握試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發燒杯中的水倒流于試管丁．
③設容器的體積為VL，所以二氧化氮氣體的物質的量為n=$\frac{VL}{22.4L/mol}$，二氧化氮和氧氣、水反應生成硝酸，所以溶質是硝酸．
設生成硝酸的物質的量為xmol；
4NO₂ +O₂ +2H₂O=4HNO₃
4mol           4mol
$\frac{VL}{22.4L/mol}$     xmol
解得：x=$\frac{VL}{22.4L/mol}$ 
硝酸的物質的量濃度是C=$\frac{n（HN{O}_{3}）}{V}$=$\frac{\frac{VL}{22.4L/mol}}{VL}$=0.045mol/L；
故答案為：0.045mol/L．

點評 本題考查較為綜合，題目難度中等，注意實驗室制備氣體的實驗裝置和反應原理，把握物質的主要性質，注重基礎知識的積累．