Question

某興趣小組的同學共同設置了如圖所示的實驗裝置，既可用于制取氣體，又可用于驗證物質的性質．請回答下列問題：
（1）利用裝置Ⅰ制取氣體，生成氣體的反應應具備的條件是

 

．
（2）利用裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體（K₂關閉，K₁打開）．
甲同學認為：利用裝置Ⅱ可以收集H₂、NH₃等氣體，但不能收集O₂和NO等氣體，其理由是：

 

；
乙同學認為：對裝置Ⅱ做簡易改進（不改變儀器裝置），也可收集O₂和NO等氣體，但不能收集NO₂氣體，改進的方法是

 

；不能收集NO₂氣體的原因是（用化學方程式表示）

 

；
（3）利用裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質的性質（K₂打開，K₁關閉）．如要設計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則可在A 中加濃鹽酸，B中加

 

，C中加

 

，觀察到C中的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,實驗裝置綜合,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）分液漏斗中為液體，錐形瓶中為固體，該反應裝置I不需要加熱；
（2）裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體，為固體與液體反應制備密度比空氣小的氣體，且氣體與氧氣不能反應；
（3）裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質的性質（K₂打開，K₁關閉）．如要設計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則I中發(fā)生高錳酸鉀和濃鹽酸的氧化還原反應，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應，以此來解答．

解答： 解：（1）裝置Ⅰ制取氣體，由圖可知分液漏斗中為液體，錐形瓶中為固體，該反應裝置I不需要加熱，即生成氣體的反應應具備的條件是固體與液體反應，且不需要加熱，
故答案為：固體與液體反應，且不需要加熱；
（2）裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體，為固體與液體反應制備密度比空氣小的氣體，且氣體與氧氣不能反應，則
甲同學認為：利用裝置Ⅱ可以收集H₂、NH₃等氣體，但不能收集O₂和NO等氣體，其理由是氧氣的密度比空氣大，NO密度與空氣接近，且NO和氧氣反應；
乙同學簡易改進也可收集O₂和NO等氣體，是因O₂ 和NO不能與水發(fā)生反應，而且難溶于水，所以能采用排水法收集；NO₂和水能發(fā)生反應，反應為3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃，不能采用排水法收集，該裝置不改變儀器裝置，所以只能采用排水法收集，即裝置II中加滿水，
故答案為：氧氣的密度比空氣大，NO密度與空氣接近，且NO和氧氣反應；裝置II中加滿水；3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃；
（3）裝置Ⅰ、Ⅲ驗證物質的性質（K₂打開，K₁關閉）．如要設計實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，則I中發(fā)生高錳酸鉀和濃鹽酸的氧化還原反應，Ⅲ中發(fā)生氯氣與NaBr的氧化還原反應，由氧化性為氧化劑＞氧化產(chǎn)物，則A中為濃鹽酸，B中為KMnO₄固體，C中為NaBr溶液，觀察到C中的現(xiàn)象為溶液呈橙色，
故答案為：KMnO₄固體；NaBr溶液；溶液呈橙色．

點評：本題考查氣體的制備及性質實驗方案設計，為高頻考點，把握氣體的性質及密度選擇相應的收集方法以及實驗設計的方案的設計，側重于考查學生對實驗原理的把握和對儀器的使用，題目難度中等．