Question

为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图几套实验装置：

(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A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，反应中断裂旧键吸收的能量比形成新键释放的能量_______(填“多”或“少”)

(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置B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若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是_________

Answer

C 左端液柱降低，右端液柱升高 放热 少 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 NH4NO3等铵盐

【解析】

(1)装置A和B都可以分别通过右边装置中液面变化、是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置C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气体温度升高，气体体积增大，据此判断U型管中液面的变化，利用断键吸热，成键放热，利用吸收与释放的热量多少判断放热反应还是吸热反应；

(3)根据M溶于水放出热量，使气体体积膨胀，吸收热量，使气体体积减小，在导气管形成一段水柱分析。

(1)装置A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反应还是吸热反应；装置B可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热反应还是吸热反应；而装置C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，故合理选项是C；

(2)氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡和水，该反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以反应放出热量使锥形瓶中气体受热体积膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高；放热反应发生是由于断键吸收热量小于成键释放的热量；

(3)①若M是Na，Na与水会发生化学反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，反应发生放出氢气，使装置内气体体积增大，且该反应是放热反应，放出热量，又会使气体体积膨胀，导致气体通过导气管中逸出。当温度恢复至室温时，气体体积减小，烧杯内的水在外界大气压强作用下，进入导气管中，而形成一段水柱。因此实验过程中烧杯中可观察到的现象是：开始时产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱；

②若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水，导致气体压强减小，则M溶于水后应该使溶液的温度降低，该物质可能是NH4NO3等铵盐。