Question

13．為檢驗Pb（NO₃）₂熱分解的產物，有人用示意圖中裝置進行實驗．（圖中鐵架臺、鐵夾和加熱設備均略去）實驗時在試管中放入研細的Pb（NO₃）₂晶體；實驗結束后，試管中得到黃色粉末（PbO），U型管下部有少量液體X，集氣瓶中收集到無色氣體Y．（如圖）
回答下面問題：
（1）在裝置中試管和U型管上的橡皮塞最好用錫箔包住，用橡皮管連接的兩玻璃管口要相互緊靠，原因是NO₂氣體會損壞橡膠．
（2）液體X可能是N₂O₄；氣體Y可能是O₂．
（3）導管口不再有氣泡冒出時，停止反應，這時在操作上應注意先把導氣管移出水面，然后熄滅火焰，理由是防止水槽中的水反吸到U型管中．
（4）用簡單的實驗證實（2）中的判斷
①對X的判斷在通風櫥中取下U型管放置，觀察到U型管中液體迅速消失，管中充滿紅棕色氣體，證明X是液態N₂O₄
②對Y的判斷（要求：怎樣從水槽中取出集氣瓶、實驗方法、現象、結論）在水槽，用玻璃片蓋住集氣瓶口，按住玻璃片，小心把集氣瓶移出水面，正放在桌上，用帶火星的木條插入瓶口，木條迅速燃燒，證明Y是O₂．

Answer 1

分析 實驗時在試管中放入研細的Pb（NO₃）₂晶體加熱分解得到PbO、NO₂和O₂，則實驗結束后試管中得到黃色粉末為PbO，U型管中發生2NO₂?N₂O₄，實驗下部有少量液體X為N₂O₄，最終集氣瓶中收集到無色氣體Y為O₂，據此分析解答．

解答 解：實驗時在試管中放入研細的Pb（NO₃）₂晶體加熱分解得到PbO、NO₂和O₂，則實驗結束后試管中得到黃色粉末為PbO，U型管中發生2NO₂?N₂O₄，實驗下部有少量液體X為N₂O₄，最終集氣瓶中收集到無色氣體Y為O₂，
（1）因為NO₂氣體會損壞橡膠，所以試管和U型管上的橡皮塞最好用錫箔包住，故答案為：NO₂氣體會損壞橡膠；
（2）根據以上分析，液體X可能是N₂O₄；氣體Y可能是O₂，故答案為：N₂O₄，O₂；
（3）導管口不再有氣泡冒出時，停止反應，則裝置中的氣體壓強會減小，則水槽中的水反吸到U型管中，所以這時在操作上應注意 先把導氣管移出水面，然后熄滅火焰，理由是防止水槽中的水反吸到U型管中，故答案為：先把導氣管移出水面，然后熄滅火焰；防止水槽中的水反吸到U型管中；
（4）①因為2NO₂?N₂O₄為放熱可逆反應，所以在通風櫥中取下U型管放置，溫度升高，平衡逆向移動，可以觀察到U型管中液體迅速消失，管中充滿紅棕色氣體，所以證明X是液態N₂O₄，故答案為：在通風櫥中取下U型管放置，觀察到U型管中液體迅速消失，管中充滿紅棕色氣體，證明X是液態N₂O₄；
②Y為O₂能使帶火星的木條燃燒，所以在水槽，用玻璃片蓋住集氣瓶口，按住玻璃片，小心把集氣瓶移出水面，正放在桌上，用帶火星的木條插入瓶口，木條迅速燃燒，證明Y為O₂，故答案為：在水槽，用玻璃片蓋住集氣瓶口，按住玻璃片，小心把集氣瓶移出水面，正放在桌上，用帶火星的木條插入瓶口，木條迅速燃燒，證明Y是O₂．

點評 本題考查物質熱分解的產物的檢驗，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握題給信息，結合物質的性質設計實驗步驟，題目難度不大