Question

10．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Ⅲ（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
（2）某同學(xué)選用裝置Ⅰ進行實驗（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)象是左端液柱降低，右端液柱升高，說明該反應(yīng)屬于放熱（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進行實驗（反應(yīng)在甲中進行）．
①若M為鈉，則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡；
②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，則說明M溶于水可能是放熱反應(yīng)（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)”），理由是某些物質(zhì)（如氫氧化鈉）溶于水放熱，但不是化學(xué)反應(yīng)．
（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）（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）進行實驗；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)是放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．

Answer 1

分析 （1）裝置Ⅰ和Ⅱ都可以分別通過右邊裝置中液面變化、是否有氣泡判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，而裝置Ⅲ是將生成的氣體直接通入水中，無法判斷該反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)；
（2）酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱使錐形瓶中溫度升高，氣體體積增大，據(jù)此判斷U型管中液面的變化；
（3）鈉與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致大試管中氣體受熱壓強增大，燒杯中有氣泡產(chǎn)生，冷卻后體積減小，壓強減小，導(dǎo)管中會形成水柱；M溶于水放出熱量，不一定為化學(xué)變化，則不一定屬于放熱反應(yīng)；
（4）利用裝置Ⅰ或Ⅱ都可以驗證該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；棉花燃燒，證明反應(yīng)中放出大量熱，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

解答 解：（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，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱的熱量使大試管中溫度升高，氣體壓強增大，所以右邊燒杯中有氣泡產(chǎn)生；
故答案為：產(chǎn)生氣泡；
②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，說明M溶于水放出熱量，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)；某些物質(zhì)（如氫氧化鈉）溶于水放熱，但不是化學(xué)反應(yīng)；　　
（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)；
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：Ⅰ（或Ⅱ）；放熱．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)，題目難度中等，注意掌握探究反應(yīng)熱效應(yīng)的常用方法，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生實驗綜合分析能力，特別是實驗的評價和根據(jù)實驗現(xiàn)象推理的能力．