Question

【題目】為了探究化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的三套實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）上述3個(gè)裝置中，不能驗(yàn)證“銅與濃硝酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)”的裝置是________(填裝置序號(hào))。

（2）某同學(xué)選用裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象是_________________________________。說明該反應(yīng)屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

（3）為探究固體M溶于水的熱效應(yīng)，選擇裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(反應(yīng)在丙試管中進(jìn)行)。

①若M為鈉，則實(shí)驗(yàn)過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是_________________。

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

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

方法①：選擇裝置________(填裝置序號(hào))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)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(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

Answer 1

【答案】Ⅲ 左端液面降低，右端液面升高 放熱 產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，燒杯中的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱 可能是放熱反應(yīng) 某些物質(zhì)(如NaOH固體)溶于水放熱，但不是放熱反應(yīng) 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(yīng)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(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)；

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

（3）鈉與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致大試管中氣體受熱壓強(qiáng)增大，燒杯中有氣泡產(chǎn)生，冷卻后體積減小，壓強(qiáng)減小，導(dǎo)管中會(huì)形成水柱；M溶于水放出熱量，不一定為化學(xué)變化，則不一定屬于放熱反應(yīng)；

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

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

（2）氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)屬于中和反應(yīng)，中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導(dǎo)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(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱的熱量使大試管中溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，所以右邊燒杯中有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱；

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

（4）證明超氧化鉀與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)：方法①：選擇上述裝置Ⅰ（或Ⅱ）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(dǎo)管中有氣泡放出），證明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)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(yīng)放出大量熱，使棉花燃燒，證明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。