Question

18．某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，既可用于制取氣體，又可用于驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)．打開K₁關(guān)閉K₂，可制取某些氣體．

（1）甲同學(xué)認(rèn)為裝置Ⅰ可用于制取H₂、NH₃、O₂，但裝置Ⅱ只能收集H₂、NH₃，不能收集O₂．其理由是氧氣的密度比空氣大．乙同學(xué)認(rèn)為在不改動(dòng)裝置Ⅱ儀器的前提下，對(duì)裝置Ⅱ進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，也可收集O₂．你認(rèn)為他的改進(jìn)方法是將裝置Ⅱ中裝滿水．打開K₂關(guān)閉K₁，能比較一些物質(zhì)的性質(zhì)．
（2）丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較氧化性：KClO₃＞Cl₂＞Br₂．在A中加濃鹽酸后一段時(shí)間，觀察到C中的現(xiàn)象是溶液呈橙色；儀器D在該裝置中的作用是防止倒吸．在B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO₃^-+6H⁺+5Cl^-=3Cl₂↑+3H₂O．
丁同學(xué)用石灰石、醋酸、苯酚鈉等藥品設(shè)計(jì)了另一實(shí)驗(yàn)．他的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^醋酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱（實(shí)證酸性：CH₃COOH＞H₂CO₃＞C₆H₅OH）．
（3）實(shí)驗(yàn)室常用濃H₂SO₄與硝酸鈉反應(yīng)制取HNO₃．
①下列裝置中最適合制取HNO₃的是b．
   
②實(shí)驗(yàn)室里貯存濃硝酸的方法是盛裝在帶玻璃塞的棕色細(xì)口玻璃瓶中，放置在陰涼處（陰暗低溫的地方）．

Answer 1

分析 （1）氧氣密度比空氣大，用排空氣法收集，需用向上排空氣法收集，Ⅱ裝置中進(jìn)氣管短，出氣管長(zhǎng)，為向下排空氣法；用排水法可以收集O₂等氣體；
（2）裝置Ⅰ、Ⅲ驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)（K₂打開，K₁關(guān)閉）．根據(jù)氧化劑+還原劑=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物，氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物，如要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化性KClO₃＞Cl₂＞Br₂，則I中發(fā)生KClO₃和濃鹽酸的氧化還原反應(yīng)，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應(yīng)，有緩沖作用的裝置能防止倒吸，在B裝置中+5價(jià)的氯離子和-1價(jià)的氯離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，石灰石和醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚鈉反應(yīng)生成苯酚，據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（3）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，硝酸的制取原理是：固體和液體微熱制取，難揮發(fā)性的酸來(lái)制取揮發(fā)性的酸，據(jù)此選擇裝置；
②根據(jù)硝酸的性質(zhì)選擇合適的貯存方法，硝酸見光分解，保存是不能見光，常溫下即可分解，需要低溫保存．

解答 解：（1）甲同學(xué)：Ⅱ裝置中進(jìn)氣管短，出氣管長(zhǎng)，為向下排空氣法，O₂的密度大于空氣的密度，則氧氣應(yīng)采用向上排空氣法收集，乙同學(xué)：O₂ 不能與水發(fā)生反應(yīng)，而且難溶于水，所以能采用排水法收集；所以改進(jìn)方法是將裝置Ⅱ中裝滿水，
故答案為：氧氣的密度比空氣大；將裝置Ⅱ中裝滿水；
（2）根據(jù)氧化劑+還原劑=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物，氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物，如要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化性KClO₃＞Cl₂＞Br₂，裝置Ⅰ、Ⅲ驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)（K₂打開，K₁關(guān)閉），則I中發(fā)生KClO₃和濃鹽酸的氧化還原反應(yīng)，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應(yīng)，由氧化性為氧化劑＞氧化產(chǎn)物，則A中為濃鹽酸，B中為KClO₃固體，C中為NaBr溶液，觀察到C中的現(xiàn)象為溶液呈橙色，儀器D為干燥管，有緩沖作用，所以能防止倒吸，在B裝置中氯酸根離子和氯離子在酸性條件下發(fā)生價(jià)態(tài)歸中反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)為：ClO₃^-+6H⁺+5Cl^-=3Cl₂↑+3H₂O，石灰石和醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以B中固體溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，C試管中產(chǎn)生白色沉淀，實(shí)驗(yàn)的目的是比較碳酸、醋酸、苯酚的酸性強(qiáng)弱（實(shí)證酸性：CH₃COOH＞H₂CO₃＞C₆H₅OH），
故答案為：溶液呈橙色；防止倒吸；ClO₃^-+6H⁺+5Cl^-=3Cl₂↑+3H₂O；比較醋酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱（實(shí)證酸性：CH₃COOH＞H₂CO₃＞C₆H₅OH）；
（3）①硝酸的制取原理是：固體和液體微熱制取，故d錯(cuò)誤，該反應(yīng)符合難揮發(fā)性的酸來(lái)制取揮發(fā)性的酸，硝酸易揮發(fā)，不能用排空氣法收集，故a、c錯(cuò)誤；所以硝酸的揮發(fā)性注定了選擇的收集方法是b裝置所示．
故答案為：b；
②純凈的硝酸或濃硝酸在常溫下見光或受熱就會(huì)分解生成二氧化氮、氧氣、水，保存時(shí)需要低溫且使用棕色的試劑瓶，
故答案為：盛裝在帶玻璃塞的棕色細(xì)口玻璃瓶中，放置在陰涼處（陰暗低溫的地方）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握氣體的性質(zhì)及密度選擇相應(yīng)的收集方法以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的把握和對(duì)儀器的使用，題目難度中等．