Question

【題目】為了探究化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化,某實驗小組設(shè)計了如下三套實驗裝置：

(1)上述3個裝置中,不能證明“銅與濃硝酸反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)”的是___________。

(2)某同學(xué)選用裝置Ⅰ進(jìn)行實驗(實驗前U形管里液面左右相平)，在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現(xiàn)象是_________________，說明該反應(yīng)屬于_________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)為探究固體M溶于水的熱效應(yīng),選擇裝置Ⅱ進(jìn)行實驗(反應(yīng)在甲中進(jìn)行)。

①若M為鈉,則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是________________；

②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡,則說明M溶于水____________(填“一定是放熱反應(yīng)”“一定是吸熱反應(yīng)”或“可能是放熱反應(yīng)”)；

③若觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形成一段水柱,則M可能是______。

(4)至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應(yīng)（4KO2+2H2O = 4KOH+3O2↑）是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。

方法(1)：選擇上述裝置________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進(jìn)行實驗；

方法(2)：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒,則說明該反應(yīng)是_____________反應(yīng)。

Answer 1

【答案】 Ⅲ 左端液柱降低，右端液柱升高 放熱 產(chǎn)生氣泡,反應(yīng)完畢后,冷卻至室溫,燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱 可能是放熱反應(yīng) 硝酸銨 Ⅰ(或Ⅱ) 放熱

【解析】(1)裝置Ⅰ可通過U形管中紅墨水液面的變化判斷銅與濃硝酸的反應(yīng)是放熱還是吸熱；裝置Ⅱ可通過燒杯中是否產(chǎn)生氣泡判斷銅與濃硝酸的反應(yīng)放熱還是吸熱；裝置Ⅲ只是一個銅與濃硝酸反應(yīng)并將生成的氣體用水吸收的裝置，不能證明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，故答案為：Ⅲ；

(2)氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)屬于中和反應(yīng)，中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導(dǎo)致U型管左端液柱降低，右端液柱升高，故答案為：左端液柱降低，右端液柱升高；放熱；

(3)①若M為鈉，鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)完畢后,冷卻至室溫,燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱，故答案為：產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)完畢后,冷卻至室溫,燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱；

②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，說明M溶于水可能放出熱量，由于放熱反應(yīng)一定屬于化學(xué)變化，而有熱量放出的反應(yīng)不一定為化學(xué)變化，所以不一定屬于放熱反應(yīng)，某些物質(zhì)(如氫氧化鈉)溶于水放熱，但不是化學(xué)反應(yīng)，故答案為：可能是放熱反應(yīng)；

③若觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形成一段水柱，說明裝置中氣體的壓強(qiáng)減小，則M可能是硝酸銨，硝酸銨溶于水，吸收熱量，溫度降低，氣體壓強(qiáng)減小，故答案為：硝酸銨；

(4)至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應(yīng)(4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)：方法①：選擇上述裝置Ⅰ(或Ⅱ)進(jìn)行實驗，Ⅰ裝置右邊U型管中左端液柱降低，右端液柱升高(或燒杯中導(dǎo)管中有氣泡放出)，證明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；故答案為：Ⅰ(或Ⅱ)；

方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒，則說明該反應(yīng)放出大量熱，使棉花燃燒，證明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：放熱。