Question

20．某化學(xué)小組用如圖裝置做興趣實驗（具支試管中存有少量空氣）．

實驗編號	a中試劑	b中試劑
1	0.1g Na、3mL水	0.1g Na、3mL乙醇
2	3mL水	3mL飽和FeSO4溶液
3	3mL濃硝酸、1g鋁片	3mL濃硝酸、1g銅片
4	生鐵釘、3mL飽和食鹽水	生鐵釘、3mL飽和氯化銨溶液

完成下列填空：
（1）實驗1：同時加入試劑，反應(yīng)開始可觀察到U形管中液面b（填字母，下同），反應(yīng)結(jié)束靜置一段時間，最終U形管中液面c．
a．左高右低   b．左低右高   c．左右基本持平
（2）實驗2：一段時間后，U形管中液面出現(xiàn)左低右高，則b管中發(fā)生反應(yīng)的氧化劑是O₂（填化學(xué)式）．
（3）實驗3：一段時間后，紅棕色氣體在b（填“a”或“b”）管液面上方出現(xiàn)，簡述另外一試管未出現(xiàn)任何現(xiàn)象的原因：鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化．在其他條件不變的情況下，若將a、b試管中濃硝酸同時改為3mLcd（填編號），即可觀察到試管中產(chǎn)生無色的氣體，且位置與上述是相反的．
a．無水乙醇    b．濃硫酸    c．稀硫酸    d．燒堿溶液
（4）實驗4：一段時間后，U形管中的液面情況是左高右低（用文字簡述）；寫出a試管中發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鈉與水反應(yīng)比鈉與乙醇反應(yīng)快慢以及最終生成的氫氣的量來分析；
（2）一段時間后U形管中液面出現(xiàn)左低右高，說明b中有氣體被消耗，再結(jié)合FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現(xiàn)象，而b中銅和濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產(chǎn)生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產(chǎn)生無色氣體而b中與銅不反應(yīng)，所以應(yīng)該選稀硫酸或者氫氧化鈉；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生還原反應(yīng)的是正極，根據(jù)吸氧腐蝕書寫．

解答 解：（1）因為鈉與水反應(yīng)比鈉與乙醇反應(yīng)快，所以開始時a試管中產(chǎn)生的氫氣比b試管多，故液面應(yīng)左低右高；但是又由于最終生成的氫氣一樣多，所以最終液面又左右基本持平，故選：b；c；
（2）一段時間后U形管中液面出現(xiàn)左低右高，說明b中有氣體被消耗，又FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵，所以b管中發(fā)生反應(yīng)的氧化劑是氧氣；
故答案為：O₂；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現(xiàn)象，而b中銅和濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產(chǎn)生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產(chǎn)生無色氣體而b中與銅不反應(yīng)，所以應(yīng)該選稀硫酸或者氫氧化鈉，
故答案為：b；鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化；c d；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生吸氧腐蝕其中還原反應(yīng)的是正極，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：左高右低；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了元素化合物的性質(zhì)、金屬的電化學(xué)腐蝕，題目難度不大，解題的關(guān)鍵是抓住液面變化是由于兩個試管中的氣體壓強改變引起的來分析，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力．