Question

为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：

（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_____。

（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是____，说明该反应属于___(填“吸热”或“放热”)反应。

（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。

①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_____；

②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；

③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____。

Answer

Ⅲ 左端液柱降低，右端液柱升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱 可能是放热反应 硝酸铵(或其他合理答案)

【解析】

（1）装置Ⅰ通过观察右边装置中液面变化、装置Ⅱ通过观察烧杯中是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；

（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体热胀冷缩，据此判断U型管中液面的变化；

（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；根据熟悉的知识写出溶于水能够吸收热量的试剂。

（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，故答案为Ⅲ。

（2）氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高，故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；放热。

（3）①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生；反应结束，冷却后大试管中温度降低，压强减小，右边烧杯中的导管会形成一端液柱，故答案为产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱。

②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应，故答案为可能是放热反应。

③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水为吸热过程，溶于水能够吸收热量的物质有：硝酸铵等，故答案为硝酸铵。