Question

【題目】為了探究化學能與熱能的轉化，某實驗小組設計了如下圖所示的三套實驗裝置：

（1）上述3個裝置中，不能驗證“銅與濃硝酸的反應是吸熱反應還是放熱反應”的裝置是________(填裝置序號)。

（2）某同學選用裝置Ⅰ進行實驗(實驗前U形管里液面左右相平)，在甲試管中加入適量了Ba(OH)2溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現象是_________________________________。說明該反應屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

（3）為探究固體M溶于水的熱效應，選擇裝置Ⅱ進行實驗(反應在丙試管中進行)。

①若M為鈉，則實驗過程中燒杯中可觀察到的現象是_________________。

②若觀察到燒杯中產生氣泡，則說明M溶于水________(填“一定是放熱反應”、“一定是吸熱反應”或“可能是放熱反應”)，理由是_________________________________________。

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

方法①：選擇裝置________(填裝置序號)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上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到脫脂棉燃燒，則說明該反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

Answer 1

【答案】Ⅲ 左端液面降低，右端液面升高 放熱 產生氣泡，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯中的導管內形成一段水柱 可能是放熱反應 某些物質(如NaOH固體)溶于水放熱，但不是放熱反應 Ⅰ(或Ⅱ) 放熱

【解析】

（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，無法判斷該反應是吸熱還是放熱反應；

（2）酸堿中和反應為放熱反應，反應放出的熱使錐形瓶中溫度升高，氣體體積增大，據此判斷U型管中液面的變化；

（3）鈉與水的反應為放熱反應，溫度升高導致大試管中氣體受熱壓強增大，燒杯中有氣泡產生，冷卻后體積減小，壓強減小，導管中會形成水柱；M溶于水放出熱量，不一定為化學變化，則不一定屬于放熱反應；

（4）利用裝置Ⅰ或Ⅱ都可以驗證該反應為放熱反應；棉花燃燒，證明反應中放出大量熱，該反應為放熱反應。

（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是放熱還是吸熱；裝置Ⅱ可通過燒杯中是否產生氣泡判斷銅與濃硝酸的反應放熱還是吸熱。裝置Ⅲ只是一個銅與濃硝酸反應并將生成的氣體用水吸收的裝置，不能證明該反應是放熱反應還是吸熱反應；

（2）氫氧化鋇與硫酸反應屬于中和反應，中和反應都是放熱反應，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導致U型管左端液柱降低，右端液柱升高；

（3））①若M為鈉，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，該反應為放熱反應，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生，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導管內形成一段水柱；

②若觀察到燒杯里產生氣泡，說明M溶于水放出熱量，由于放熱反應一定屬于化學變化，而有熱量放出的反應不一定為化學變化，所以不一定屬于放熱反應，如濃硫酸溶于水會放出熱量，但是不屬于放熱反應；

（4）證明超氧化鉀與水的反應是放熱反應還是吸熱反應：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（或燒杯中導管中有氣泡放出），證明該反應為放熱反應；

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