Question

（2013?浦東新區(qū)三模）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用下圖所示實(shí)驗裝置進(jìn)行實(shí)驗（圖中a、b、c表示止水夾）．

請按要求填空：?
（1）利用B裝置可制取的氣體有

H₂、CO₂、H₂S等

（填2種）．
（2）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進(jìn)行相關(guān)的性質(zhì)實(shí)驗．
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(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個實(shí)驗，實(shí)驗操作、現(xiàn)象結(jié)論如下：?

實(shí)驗序號	實(shí)驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入 NaHCO3粉末	有無色氣泡產(chǎn)生	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有較強(qiáng)的酸性

請你評價實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ的結(jié)論是否合理？若不合理，請說明理由．

不合理，沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性；不合理；制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡

．
（3）請利用上述A、C裝置設(shè)計一個簡單的實(shí)驗，驗證Cl₂和Br₂的氧化性強(qiáng)弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實(shí)驗現(xiàn)象及結(jié)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?yōu)槌壬�，可證明氯氣的氧化性強(qiáng)于溴

．B、D、E裝置相連后，在B中盛裝足量濃硝酸和銅片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗．
（4）B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

．
（5）欲用D裝置驗證NO₂與水的反應(yīng)，其操作步驟為：先關(guān)閉止水夾

a、b

，再打開止水夾

c

，使燒杯中的水進(jìn)入試管丁的操作是

雙手緊握（或微熱）試管丁使試管中氣體逸出，NO₂與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流入試管丁

．
（6）試管丁中的NO₂與一定量的O₂混合后倒插水中，試管9/10充滿水，則原試管丁中的混合氣體的平均分子量可能為

42.08或44.04

．（保留二位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）B裝置為塊狀不溶于水的固體和液體反應(yīng)不加熱制取氣體的裝置；
（2）實(shí)驗室制得的氯氣中有雜質(zhì)氣體水蒸氣和氯化氫氣體，鹽酸能和碳酸氫鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w；
（3）驗證Cl^-和Br^-的還原性強(qiáng)弱可根據(jù)反應(yīng)Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂設(shè)計實(shí)驗；
（4）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w；
（5）NO₂與水反應(yīng)生成無色氣體NO；
（6）先判斷過量的氣體的成分，若為氧氣，然后根據(jù) 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃計算，求出參加此反應(yīng)的NO₂和O₂，最后相加得到原來的氧氣，若為NO，先根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO求出過量的NO₂，然后根據(jù)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求出參加此反應(yīng)的NO₂和O₂，最后相加得到原來的NO₂，最終根據(jù)M=

m總

n總

求平均摩爾質(zhì)量，平均分子量和摩爾質(zhì)量在數(shù)值上相等．

解答：解：（1）B裝置為塊狀不溶于水的固體和液體反應(yīng)制取氣體的裝置，并不用加熱，中學(xué)化學(xué)中常見的有：H₂、CO₂、H₂S 等，故答案為：H₂、CO₂、H₂S 等；
（2）實(shí)驗室制得的氯氣中有雜質(zhì)氣體水蒸氣和氯化氫氣體，要進(jìn)行干燥的氯氣不具備漂白性的驗證試驗，再進(jìn)行實(shí)驗Ⅰ才能得到結(jié)論；氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，鹽酸也能和碳酸氫鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，不一定是氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物的酸性，故答案為：不合理，沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性；不合理； 制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與碳酸氫鈉粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡；
（3）驗證Cl^-和Br^-的還原性強(qiáng)弱可根據(jù)反應(yīng)Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂設(shè)計實(shí)驗，在A裝置中制備氯氣，生成的氣體通入到裝有溴化鈉溶液的C中，如燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液由無色變?yōu)槌壬�，可證明氯氣的氧化性強(qiáng)于溴，
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?yōu)槌壬�，可證明氯氣的氧化性強(qiáng)于溴；
（4）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（5）濃硝酸與銅反應(yīng)生成的二氧化氮收集于試管丁中，裝置驗證NO₂與水的反應(yīng)，要先關(guān)閉a、b，然后用微熱法使試管中氣體逸出，NO₂與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流入試管丁中，
故答案為：a、b；c；雙手緊握（或微熱）試管丁，使試管中氣體逸出，NO₂與水接觸后即可引發(fā)燒杯中的水倒流入試管丁中；
（6）NO₂和O₂混合氣體的試管倒立于水中，發(fā)生反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 最后剩余氣體可能為氧氣，也可能是NO氣體，設(shè)NO₂和O₂混合氣體的物質(zhì)的量為10mol，
若剩余氣體為氧氣，設(shè)參加4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 反應(yīng)消耗的氧氣為x，則有消耗的NO₂為4x，即：5x=9mol，x=1.8mol．即氧氣為2.8mol，V（NO₂）=7.2mol；
混合氣體的總質(zhì)量為7.2molNO₂與2.8molO₂的質(zhì)量之和為7.2mol×46g/mol+2.8mol×32g/mol=420.8g，平均摩爾質(zhì)量

420.8g

10mol

=42.08g/mol，平均分子量42.08；
若剩余氣體為NO氣體，試管9/10充滿水，則剩余1molNO，根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，說明過量的NO₂為3mol，反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的氣體總體積為7mol，設(shè)反應(yīng)消耗的氧氣為y，則有消耗的NO₂為4y則有5y=7mol，y=1.4mol，即此時氧氣為1.4mol，V（NO₂）=8.6mol；
混合氣體的總質(zhì)量為8.6molNO₂與1.4molO₂的質(zhì)量之和為8.6mol×46g/mol+1.4mol×32g/mol=440.4g，平均摩爾質(zhì)量

440.4g

10mol

=44.04g/mol，平均分子量44.04；
故答案為：42.08或44.04．

點(diǎn)評：本題考查較為綜合，題目難度中等，注意制備氣體的實(shí)驗裝置和反應(yīng)原理以及NO₂、O₂和H₂O反應(yīng)的計算，把握物質(zhì)的主要性質(zhì)，注重基礎(chǔ)知識的積累．