Question

某校化學興趣小組的同學按圖所示將實驗裝置連接好，進行化學能與熱能轉(zhuǎn)化的實驗探究．請幫他們回答下列問題：
實驗前，在U型管內(nèi)加入少量品紅溶液（或紅墨水）．打開3個T型管螺旋夾，使U型管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再夾緊螺旋夾．
（1）在內(nèi)部的試管里盛1g氧化鈣，當?shù)稳?mL左右的蒸餾水后，打開a、b螺旋夾，可觀察到U型管里的紅墨水如何變化？

U型管里的紅墨水向右移動，導致右側(cè)液面高于左側(cè)液面

．
（2）如果用這個裝置觀察到U型管內(nèi)出現(xiàn)與上述（1）相反的現(xiàn)象，可在小試管中加入

NH₄Cl或NH₄NO₃等銨鹽

固體后滴入適量的蒸餾水．
（3）若向內(nèi)部的試管中放入幾小塊銅片，再用滴管滴入10mL稀硝酸，能否得到（1）中現(xiàn)象？

能

，另外可觀察到的現(xiàn)象是

銅片表面有氣泡冒出，過一會兒，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，U型管里的紅墨水向右移動

；產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是

銅片和稀硝酸反應生成NO，NO被氧氣氧化為NO₂；該反應放熱，使大試管內(nèi)氣壓增大，導致U型管里的紅墨水向右移動

；寫出有關(guān)反應的化學方程式

3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂

；由此可知，反應后產(chǎn)物的總能量

小于

（填“大于”、“小于”、“等于”）硝酸和銅片的總能量．此時該裝置有明顯的不足，原因是

NO、NO₂逸散到空氣中，會造成環(huán)境污染

，改進的方法是

在試管上加一雙孔塞，用導氣管將生成的氣體導入到氫氧化鈉溶液中

．

Answer 1

分析：（1）氧化鈣與水反應放熱，氣體受熱壓強增大；
（2）NH₄Cl或NH₄NO₃等銨鹽溶于水是吸熱的，氣體遇冷壓強減��；
（3）金屬銅可以和硝酸反應，生成硝酸銅，一氧化氮是無色氣體，迅速被氧氣氧化為紅棕色的二氧化氮，反應是放熱反應，當反應物的總能量高于生成物的總能量時，反應是放熱的，反之是吸熱的，NO、NO₂均是有毒氣體，要進行尾氣處理．

解答：解：（1）氧化鈣與水反應放熱，導致大試管內(nèi)氣壓增大，所以U型管里的紅墨水向右移動，導致右側(cè)液面高于左側(cè)液面，故答案為：U型管里的紅墨水向右移動，導致右側(cè)液面高于左側(cè)液面；
（2）如果用這個裝置觀察到U型管內(nèi)出現(xiàn)與上述（1）相反的現(xiàn)象，需加入和水接觸吸熱的物質(zhì)，如銨鹽，銨鹽溶于水吸熱，故答案為：NH₄Cl或NH₄NO₃等銨鹽；
（3）銅片能和稀硝酸反應，生成硝酸銅、水、一氧化氮無色氣體，即：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反應放熱，使大試管內(nèi)氣壓增大，導致U型管里的紅墨水向右移動，生成的一氧化氮是無色氣體，迅速被氧氣氧化為紅棕色的二氧化氮，即2NO+O₂=2NO₂，氮的氧化物有毒，會污染環(huán)境，必須進行尾氣吸收處理，可以用氫氧化鈉來吸收，當反應物的總能量低于生成物的總能量時，反應是吸熱的，
故答案為：能；銅片表面有氣泡冒出，過一會兒，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，U型管里的紅墨水向右移動；銅片和稀硝酸反應生成NO，NO被氧氣氧化為NO₂，該反應放熱，使大試管內(nèi)氣壓增大，導致U型管里的紅墨水向右移動；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂；小于；NO、NO₂逸散到空氣中，會造成環(huán)境污染；在試管上加一雙孔塞，用導氣管將生成的氣體導入到氫氧化鈉溶液中．

點評：本題是一道綜合知識題目，考查角度廣，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．