Question

“套管實(shí)驗(yàn)”是將一支較小的玻璃儀器裝入另一支玻璃儀器中，經(jīng)組裝來(lái)完成原來(lái)需要較多儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．因其具有許多優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)．如圖三組實(shí)驗(yàn)均為“套管實(shí)驗(yàn)”，通過(guò)觀察、分析，回答下列問(wèn)題：

（1）甲圖是對(duì)課本有關(guān)Na₂O₂某一性質(zhì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)．將甲圖膠頭滴管中的水滴到小試管里，然后在導(dǎo)管口A處進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎�便可完成�?shí)驗(yàn)．
①在A處進(jìn)行操作的目的是

 

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②根據(jù)觀察到的現(xiàn)象可以得出兩個(gè)結(jié)論：一是：Na₂O₂與H₂O反應(yīng)有O₂生成；二是：

 

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③寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

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（2）乙圖中，當(dāng)小試管里的銅片和濃硝酸接觸后，能觀察到銅片與濃硝酸劇烈反應(yīng)，銅片溶解，放出紅棕色氣體，隨后氣體的顏色逐漸變淺，小試管中溶液變藍(lán)以及

 

等現(xiàn)象．乙中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

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（3）用丙圖中的裝置（鐵架臺(tái)、藥匙等輔助用品忽略）可以制備和收集滿一瓶噴泉實(shí)驗(yàn)用的氨氣．根據(jù)圖中的裝置需要選用的用品是（填字母）

 

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A、氯化銨固體         B、氧化鈣               C、濃氨水
D、濃硫酸             E、濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙
（4）通過(guò)上述三組實(shí)驗(yàn)得知，套管實(shí)驗(yàn)中“外管”所起的作用通常有：封閉氣體、便于觀察氣體的顏色、收集氣體等，其中還有一個(gè)重要的作用是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題

分析：（1）甲圖：過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氧氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置，A處檢驗(yàn)生成的氣體是氧氣，套管驗(yàn)證該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．甲圖中伸入燒杯液面下的導(dǎo)管有氣泡冒出，說(shuō)明該反應(yīng)放熱使套管間的氣體受熱膨脹．
①過(guò)氧化鈉可以和水之間反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，在A處進(jìn)行操作的目的是檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的性質(zhì)，確定其成分；
②根據(jù)過(guò)氧化鈉可以和水之間反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，該反應(yīng)放熱分析；③過(guò)氧化鈉和水之間反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（2）乙圖：銅與濃硝酸中，反應(yīng)生成Cu²⁺、NO₂和H₂O，開始放出紅棕色氣體，小試管內(nèi)液面下降，濃硝酸隨反應(yīng)的進(jìn)行變?yōu)橄∠跛�，則反應(yīng)快結(jié)束時(shí)銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO，二氧化氮?dú)怏w和水反應(yīng)生成無(wú)色氣體NO，小試管內(nèi)液面上升，結(jié)合離子方程式的書寫方法書寫相關(guān)反應(yīng)的離子方程式；
（3）實(shí)驗(yàn)室可以采用氧化鈣和濃氨水之間反應(yīng)制取氨氣，氨氣密度比空氣小，可以用向上排空氣法收集；
（4）甲實(shí)驗(yàn)可以用外套管來(lái)檢驗(yàn)反應(yīng)的熱量變化，乙裝置可以用外套管封閉氣體，避免空氣污染，丙裝置可以用外套管收集氨氣．

解答： 解：（1）甲圖：過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氧氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置，A處檢驗(yàn)生成的氣體是氧氣，套管驗(yàn)證該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．
①氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，觀察圖甲現(xiàn)象，木條復(fù)燃，說(shuō)明過(guò)氧化鈉可以和水之間反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，所以在A處進(jìn)行操作的目的是：檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的性質(zhì)，確定其成分；
故答案為：檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的性質(zhì)，確定其成分；
②在A處產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，說(shuō)明Na₂O₂與H₂O反應(yīng)有O₂生成，甲圖中伸入燒杯液面下的導(dǎo)管有氣泡冒出，說(shuō)明該反應(yīng)放熱使套管間的氣體受熱膨脹，
故答案為：該反應(yīng)放熱；
③過(guò)氧化鈉和水之間反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）銅與濃硝酸中，Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、其離子方程式為Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，反應(yīng)生成紅棕色氣體NO₂，小試管內(nèi)液面下降，濃硝酸隨反應(yīng)的進(jìn)行變?yōu)橄∠跛幔?Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，其離子反應(yīng)為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反應(yīng)生成無(wú)色的NO，二氧化氮?dú)怏w和水反應(yīng)生成無(wú)色氣體NO，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，其離子反應(yīng)為：3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO，小試管內(nèi)液面上升，
故答案為：液面先下降后上升；Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O、3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO；
（3）因?yàn)榘彼�中存在NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^- 氧化鈣溶水產(chǎn)生大量OH^-，使平衡逆向進(jìn)行有利于NH₃放出，同時(shí)氧化鈣溶水放出大量熱，使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出，CaO+NH₃?H₂O=Ca（OH）₂+NH₃↑，所以可通過(guò)濃氨水和固體氧化鈣作用獲得氨氣；可以取適量氧化鈣、濃氨水放入小試管中，因?yàn)榘睔馐敲芏刃∮诳諝獾模�可以采用向上排空氣法�?lái)收集，即將圓底燒瓶倒扣在小試管上，并使使管口接近燒瓶底，
故答案為：B、C；
（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，甲實(shí)驗(yàn)可以用外套管來(lái)檢驗(yàn)反應(yīng)的熱量變化，乙裝置用外套管，是使得銅和硝酸之間反應(yīng)的氣體封閉，這樣可以避免空氣污染，丙裝置可以用外套管來(lái)收集氨氣，
故答案為：檢驗(yàn)反應(yīng)的熱量變化．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道知識(shí)遷移的實(shí)驗(yàn)考查題，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器靈活變通，對(duì)知識(shí)的掌握靈活熟練，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大，解答本題的關(guān)鍵是要充分理解各種物質(zhì)的性質(zhì)及其物質(zhì)之間相互作用時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．