某化学兴趣小组的同学利用如图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)如何检查B装置的气密性______
(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.
①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:
实验 序号 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
I | 将氯水滴入品红溶液 | 溶液褪色 | Cl2与水反应的产物有漂白性 |
II | 氯水中加入NaHCO3粉末 | 有无色气泡产生 | Cl2与水反应的产物具有较强的酸性 |
②请利用上述装置设计一个简单的实验,验证C厂和B广的还原性强弱(分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论)______
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(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(此时c处于关闭状态),其操作步骤为:先关闭止水夹______再打开止水夹______,使烧杯中的水进入试管丁的操作是______.
③试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是______ (气体按标准状况计算).
(1)装置气密性检查的原理一般是通过压强差产生的明显现象来判断,所以用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.
故答案为:用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.
(2)①浓盐酸有挥发性,所以制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水生成盐酸,盐酸和品红溶液不反应,但和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,氯气和水反应也生成盐酸,所以实验Ⅱ无法判断是哪部分的盐酸,所以不合理.
故答案为:实验Ⅰ结论合理,实验Ⅱ结论不合理,因为制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡;
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,分液漏斗只能盛装液体,所以甲装浓盐酸,乙盛装二氧化锰;丙是用来检验氯气的性质,所以盛装溴化钠溶液;二氧化锰和浓盐酸反应生成黄绿色的氯气,所以会看到烧瓶中有黄绿色的气体生成;氯气和溴属于同一主族的元素,随着原子序数的增大,非金属性逐渐减弱,所以氯气能置换出溴化钠中的溴,试管内溶液由无色变为橙色,由此证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-.
故答案为:在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液,烧瓶中有黄绿色气体生成,试管中溶液由无色变为橙色,证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-.
(3)①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O.
故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O.
②若二氧化氮能和水反应,则烧杯内气体的压强会减小,小于外界大气压,烧杯中的溶液会倒流于试管丁,所以先关闭止水夹 ab再打开止水夹 c,使烧杯中的水进入试管丁.
故答案为:ab;c;双手紧握试管丁使试管中气体逸出,二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流于试管丁.
③设容器的体积为VL,所以二氧化氮气体的物质的量为n=
,二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸,所以溶质是硝酸.VL 22.4L/mol
设生成硝酸的物质的量为xmol;
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4mol 4mol
xmolVL 22.4L/mol
x=VL 22.4L/mol
C=
=n(HNO3) V
=0.045mol/LVL 22.4L/mol VL
故答案为:0.045mol/L.