Question

某化學小組用以下右圖裝置做興趣實驗（具支試管中存有少量空氣）．

實驗 編號	a中試劑	b中試劑
1	0.1克Na、3mL水	0.1克Na、3mL乙醇
2	3mL水	3mL飽和FeSO4溶液
3	3mL濃硝酸、1g鋁片	3mL濃硝酸、1g銅片
4	生鐵釘、3mL飽和食鹽水	生鐵釘、3mL飽和氯化銨

完成下列填空：
（1）實驗1：同時加入試劑，反應開始可觀察到U形管中液面

 

（填編號，下同），
a．左高右低        b．左低右高     c．左右基本持平
反應結束靜置一段時間，最終U形管中液面

 

．
（2）實驗2：一段時間后U形管中液面出現(xiàn)左低右高，則b管中發(fā)生反應的氧化劑是

 

（填寫化學式）．檢驗b管中生成新物質的操作是：

 

．
（3）實驗3：一段時間后紅棕色氣體在

 

管（填“a”或“b”）液面上方出現(xiàn)，簡述另外一試管未出現(xiàn)任何現(xiàn)象的原因：

 

．在其他條件不變情況下，若將a、b試管中濃硝酸同時改為3mL

 

（填編號），即可觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的．
a．無水乙醇     b．濃硫酸    c．稀硫酸    d．燒堿溶液
（4）實驗4：一段時間后U形管中的液面情況是

 

（文字簡述）；寫出a試管中發(fā)生還原反應的電極方程式：

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據鈉與水反應和鈉與乙醇反應快慢以及最終生成的氫氣的量來分析；
（2）一段時間后U形管中液面出現(xiàn)左低右高，說明b中有氣體被消耗，再結合FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵，再結合三價鐵的檢驗來分析；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現(xiàn)象，而b中銅和濃硝酸反應生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產生無色氣體而b中與銅不反應，所以應該選稀硫酸或者氫氧化鈉；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生還原反應的是正極，根據吸氧腐蝕書寫；

解答： 解：（1）因為鈉與水反應和鈉與乙醇反應快，所以開始時a試管中產生的氫氣比b試管多，故液面應左低右高；但是又由于最終生成的氫氣一樣多，所以最終液面又左右基本持平，故選：b；c；
（2）一段時間后U形管中液面出現(xiàn)左低右高，說明b中有氣體被消耗，又FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵，所以b管中發(fā)生反應的氧化劑是氧氣，檢驗三價鐵的方法為：取樣，加入KSCN溶液，溶液變紅，說明有Fe³⁺ 生成，故答案為：O₂；取樣，加入KSCN溶液，溶液變紅，說明有Fe³⁺ 生成；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現(xiàn)象，而b中銅和濃硝酸反應生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產生無色氣體而b中與銅不反應，所以應該選稀硫酸或者氫氧化鈉，故答案為：b；“鈍化效應”；c d；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生吸氧腐蝕其中還原反應的是正極，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e→4OH^-；故答案為：左高右低；O₂+2H₂O+4e→4OH^-．

點評：本題主要通過簡單的氣壓興趣實驗考查常見元素化合物的基本性質，關鍵抓住液面變化是由于兩個試管中的氣體壓強改變引起的來分析．