Question

6．某化學興趣小組設置了如圖所示的實驗裝置，即可用于制取氣體，又可用于驗證物質的性質

（1）利用Ⅰ、Ⅱ裝置制取氣體（K₂關閉、K₁打開），甲同學認為：利用Ⅱ裝置可以收集H₂等氣體，但不能收集O₂、NO₂或NO氣體，其理由是O₂、NO₂密度比空氣大，NO與空氣密度相差不大且與空氣中的氧氣反應．
（2）乙同學認為：利用Ⅱ裝置作簡單改進（但不改變瓶口朝向），也可以收集O₂、NO等氣體，但不能收集NO₂氣體，其改進的方法是將Ⅱ裝置加滿水．
（3）丙同學想利用上述裝置比較H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性強弱（不必再選用其它酸性溶液，且通過一次實驗就可以達到目的）．實驗時，K₁關閉、K₂打開．錐形瓶內裝Na₂CO₃固體，裝置C（試管）中所盛的試劑是Na₂SiO₃溶液；實驗確認H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性強弱出現的現象是裝置Ⅰ中產生氣泡、裝置C中產生白色沉淀．
（4）丁同學想證明氧化性：Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂，實驗時，K₁關閉、K₂打開，則在A中加濃鹽酸；B中加Ca（ClO）₂，C中加NaBr溶液溶液，觀察到C中的現象是溶液由無色變為橙色或黃色或橙紅色；但是此裝置在完成這個實驗時尚存不足，其不足是氯氣易逸出污染環境．

Answer 1

分析 （1）Ⅱ裝置中進氣管短，出氣管長，為向下排空氣法；NO與氧氣反應；
（2）用排水法可以收集O₂和NO等氣體，二氧化氮與水反應，且易溶于水；
（3）比較H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性強弱，可在Ⅰ中用碳酸鈉和稀硫酸反應生成二氧化碳，Ⅲ為硅酸鈉，與二氧化碳反應可生成硅酸沉淀；
（4）比較Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂氧化性強弱，在Ⅰ中Ca（ClO）₂與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣與Ⅲ中NaBr溶液反應生成溴，溶液顏色由無色變為橙色或橙紅色，注意防止氯氣污染環境．

解答 解：（1）Ⅱ裝置中進氣管短，出氣管長，為向下排空氣法，O₂、NO₂的密度大于空氣的密度，則O₂、NO₂應采用向上排空氣法收集；一氧化氮和氧氣能發生反應生成二氧化氮，一氧化氮應采用排水法收集，所以該裝置不能收集氧氣和一氧化氮，
故答案為：O₂、NO₂密度比空氣大，NO與空氣密度相差不大且與空氣中的氧氣反應；
（2）O₂ 和NO不能與水發生反應，而且難溶于水，所以能采用排水法收集，故答案為：將Ⅱ裝置加滿水；
（3）比較H₂SO₄、H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性強弱，可在Ⅰ中用碳酸鈉和稀硫酸反應生成二氧化碳，Ⅲ為硅酸鈉，與二氧化碳反應可生成硅酸沉淀，
故答案為：Na₂CO₃；Na₂SiO₃溶液；裝置Ⅰ中產生氣泡、裝置C中產生白色沉淀；
（4）比較Ca（ClO）₂＞Cl₂＞Br₂氧化性強弱，在Ⅰ中Ca（ClO）₂與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣與Ⅲ中NaBr溶液反應生成溴，溶液顏色由無色變為橙色或橙紅色，注意防止氯氣污染環境，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，
故答案為：濃鹽酸；NaBr溶液；溶液由無色變為橙色或黃色或橙紅色；氯氣易逸出污染環境．

點評 本題考查了實驗方案設計，題目難度中等，注意根據氣體的性質及密度選擇相應的收集方法以及實驗設計的方案的設計，側重于考查學生對實驗原理的把握和對儀器的使用．