Question

某化學興趣小組的同學利用所示實驗裝置進行實驗（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__________（填2種）。
（2）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進行相關的性質實驗。若在丙中加入適量水，即可制得氯水。將所得氯水分成兩份，進行Ⅰ、Ⅱ兩個實驗，實驗操作、現象結論如下：

請你評價實驗Ⅱ結論是否合理?_____________；理由：______________。
（3）請利用上述A、C裝置設計一個簡單的實驗，驗證Cl₂和Br₂的氧化性強弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實驗現象及結論）_____________。
（4）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并進行有關實驗。
①B中發生反應的化學方程式為____________________________。
②欲用D裝置驗證NO₂與水的反應，其操作步驟為：先關閉止水夾a、b，再打開止水夾c，使燒杯中的水進入試管丁的操作是_______________________。
③試管丁中的NO₂與一定量的O₂混合充滿后倒插水中，試管9／10充滿水，則原試管丁中的混合氣體平均相對分子質量可能為_________。（只填一種即可，保留二位小數）   

Answer 1

(1)H₂、CO₂、H₂S等；（2）不合理；因為制取的氯氣中含有的HCl氣體，HCl溶于水后也能與NaHCO₃粉末反應產生氣泡；（3）在甲、乙、丙中分別裝入濃HCl、MnO₂、NaBr溶液，燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液有無色變為橙色，證明Cl₂的氧化性強于Br₂；（4）Cu+4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O；雙手握熱試管丁，使2NO₂與水接觸； 42.08或44.04

試題分析：（1）利用該裝置制取的氣體應該是：塊狀固體和液體反應制取氣體；反應不需要加熱，制取的氣體難溶解于水。可以制取H₂、 CO₂ 、H₂S等。（2）（2）不合理；因為制取的氯氣中含有的HCl氣體，HCl溶于水后也能與NaHCO₃粉末反應產生氣泡；應該先將HCl除去再進行實驗就可以了。（3）氧化性強的能把氧化性弱的物質從它的化合物中置換出來。在甲、乙、丙中分別裝入濃HCl、MnO₂、NaBr溶液，燒瓶中有黃綠色氣體生成，試管中溶液有無色變為橙色，證明Cl₂的氧化性強于Br₂；（4）①銅和濃硝酸反應的方程式是Cu+4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O; ②，使燒杯中的水進入試管丁的操作是雙手握熱試管丁，使2NO₂與水接觸；③剩余氣體可能是O₂也可能是NO。假設試管容積是10V，若剩余氣體是O₂。則根據4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知剩余氧氣為V，反應9V其中NO₂是(4/5)×9V,O₂=(1/5)×9V,所以混合氣體的平均相對分子質量是[(4/5)×9V×46+{10V-(4/5)×9V}×32]÷10V=42.08。若剩余氣體是NO根據3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO相當于剩余NO₂3V。反應消耗氣體7V。根據4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知氧氣體積為(1/5)×7V. NO₂體積為{10V-(1/5)×7V }.混合氣體平均相對分子質量為：[{10V-(1/5)×7V }×46+(1/5)×7V×32] ÷10V=44.04.₂與O₂混合氣體與水反應的情況的計算的知識。