Question

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）．

請按要求填空_：
（1）如何檢查B裝置的氣密性

用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．

（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．
①若在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得氯水分成兩份，進行I、II兩個實驗，實驗操作、現象結論如下：

實驗 序號	實驗操作	現象	結論
I	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	Cl2與水反應的產物有漂白性
II	氯水中加入NaHCO3粉末	有無色氣泡產生	Cl2與水反應的產物具有較強的酸性

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Ⅰ結論合理，實驗Ⅱ結論不合理，因為制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應產生氣泡；

②請利用上述裝置設計一個簡單的實驗，驗證C廠和B廣的還原性強弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實驗現象及結論）

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為橙色，證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．

（3）B、D、E裝置相連后，在B中盛裝濃硝酸和銅片（放在有孔塑料板上），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（此時c處于關閉狀態），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與水充分反應后，若向試管內緩緩通入一定量的O₂，直至試管全部充滿水，則所得溶液中溶質的物質的量濃度是

0.045mol/L

 （氣體按標準狀況計算）．

Answer 1

分析：（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差產生的明顯現象來判斷．壓強差主要來自兩方面：一是利用溫度的變化引起氣體體積變化，二是利用外力產生壓強差．
（2）①根據氣體的成分及其性質分析判斷；
②根據氯氣的實驗室制法選擇甲、乙儀器中的藥品，根據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，根據生成物顏色分析實驗現象；
（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=

n(HNO3)

V

計算溶液的濃度；

解答：解：（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差產生的明顯現象來判斷，所以用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．
故答案為：用止水夾夾住橡皮管，向長頸漏斗中加水，若試管中液面不再改變，則裝置的氣密性良好．
（2）①濃鹽酸有揮發性，所以制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫極易溶于水生成鹽酸，鹽酸和品紅溶液不反應，但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，所以不合理．
故答案為：實驗Ⅰ結論合理，實驗Ⅱ結論不合理，因為制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應產生氣泡；
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，試管內溶液由無色變為橙色，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為橙色，證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．
（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=

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

VL

22.4L/mol

  xmol
x=

VL

22.4L/mol

C=

n(HNO3)

V

=

VL 22.4L/mol

VL

=0.045mol/L
故答案為：0.045mol/L．

點評：本題考查氯氣的實驗室制法及氯氣、二氧化氮的性質，難度不大，易錯題是（2）①題，注意制取氯氣的反應裝置中含有氯化氫雜質，會影響氯氣和水反應生成的鹽酸的鑒別．