Question

某化学兴趣小组的同学利用所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

请按要求填空：

（1）利用B装置可制取的气体有__________（填2种）。

（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象结论如下：

请你评价实验Ⅱ结论是否合理?_____________；理由：______________。

（3）请利用上述A、C装置设计一个简单的实验，验证Cl₂和Br₂的氧化性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论）_____________。

（4）B、D、E装置相连后，在B中盛装足量浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并进行有关实验。

①B中发生反应的化学方程式为____________________________。

②欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹a、b，再打开止水夹c，使烧杯中的水进入试管丁的操作是_______________________。

③试管丁中的NO₂与一定量的O₂混合充满后倒插水中，试管9／10充满水，则原试管丁中的混合气体平均相对分子质量可能为_________。（只填一种即可，保留二位小数）   

Answer

(1)H2、CO2、H2S等；（2）不合理；因为制取的氯气中含有的HCl气体，HCl溶于水后也能与NaHCO3粉末反应产生气泡；（3）在甲、乙、丙中分别装入浓HCl、MnO2、NaBr溶液，烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液有无色变为橙色，证明Cl2的氧化性强于Br2；（4）Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；双手握热试管丁，使2NO2与水接触； 42.08或44.04

【解析】

试题分析：（1）利用该装置制取的气体应该是：块状固体和液体反应制取气体；反应不需要加热，制取的气体难溶解于水。可以制取H2、 CO2  、H2S等。（2）（2）不合理；因为制取的氯气中含有的HCl气体，HCl溶于水后也能与NaHCO3粉末反应产生气泡；应该先将HCl除去再进行实验就可以了。（3）氧化性强的能把氧化性弱的物质从它的化合物中置换出来。在甲、乙、丙中分别装入浓HCl、MnO2、NaBr溶液，烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液有无色变为橙色，证明Cl2的氧化性强于Br2；（4）①铜和浓硝酸反应的方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O; ②，使烧杯中的水进入试管丁的操作是双手握热试管丁，使2NO2与水接触；③剩余气体可能是O2也可能是NO。假设试管容积是10V，若剩余气体是O2。则根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3，可知剩余氧气为V，反应9V其中NO2是(4/5)×9V,O2=(1/5)×9V,所以混合气体的平均相对分子质量是[(4/5)×9V×46+{10V-(4/5)×9V}×32]÷10V=42.08。若剩余气体是NO根据3NO2+H2O=2HNO3+NO相当于剩余NO23V。反应消耗气体7V。根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知氧气体积为(1/5)×7V. NO2体积为{10V-(1/5)×7V }.混合气体平均相对分子质量为：[{10V-(1/5)×7V }×46+(1/5)×7V×32] ÷10V=44.04.

考点：考查气体的制备及NO2与O2混合气体与水反应的情况的计算的知识。