Question

為了檢驗Pb(NO₃)₂熱分解的產(chǎn)物，有人用圖6-17中的裝置進(jìn)行實驗(圖中鐵架臺、鐵夾和加熱設(shè)備均略去)。實驗時，試管中放入研細(xì)的Pb(NO₃)₂晶體；實驗結(jié)束后，在試管中得到黃色粉末(PbO)，U形管下部有少量液體X，集氣瓶中收集到無色氣體Y。

                                   圖6-17

回答下面問題：

    (1)在裝置中試管和U形管上的橡皮塞最好用錫箔包住，用橡皮管連接的兩玻璃管口要相互緊靠。原因是_______________________________________。

    (2)液體X可能是_____________；氣體Y可能是____________。

    (3)導(dǎo)管口不再有氣泡冒出時，停止反應(yīng)，這時在操作上應(yīng)注意_______________，理由是?____________________。

    (4)用簡單的實驗證實(2)中的判斷。

    ①對X的判斷；

    ②對Y的判斷(要求：怎樣從水槽中取出集氣瓶、實驗方法、現(xiàn)象、結(jié)論)。

Answer 1

解析：這是一個典型的物質(zhì)性質(zhì)實驗設(shè)計問題，是化學(xué)原理和實驗技術(shù)的綜合應(yīng)用。比如Pb(NO₃)₂晶體分解產(chǎn)物的判斷是一個難點，易把X答成H₂O〔Pb(NO₃)₂中根本不含氫元素〕、Y答成NO造成錯誤。其實依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，由可知，Pb的化合價不變，那么N化合價必然下降。而O化合價一定升高，再聯(lián)想到NO與O₂不共存，NO₂是紅棕色氣體，最后X只能是N₂O₄在低溫下反應(yīng)：2NO₂N₂O₄，生成N₂O₄，Y是O₂。在實驗技術(shù)上，除了基本的實驗技能外，還要考慮橡膠的腐蝕、倒吸的防止等實驗安全問題。

答案： (1)NO₂氣體會損壞橡膠

    (2)N₂O₄  O₂

    (3)先把導(dǎo)氣管移出水面，然后熄滅火焰  防止水槽中的水倒吸到U形管中

    (4)①在通風(fēng)櫥中取下U形管放置，觀察到U形管中液體迅速消失，管中充滿紅棕色氣體，證明X是液態(tài)N₂O₄。

    ②在水槽，用玻璃片蓋住集氣瓶口，按住玻璃片，小心把集氣瓶移出水面，正放在桌子上，用帶火星的木條插入瓶口，木條迅速燃燒，證明Y是O₂。