(1)上述3个装置中,不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。
(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),在甲试管中加入适量Ba(OH)2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(反应在丙试管中进行)。 ①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
________________________________________________________________________。 ②若观察到烧杯中产生气泡,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”),理由是______________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Ⅲ
(2)U形管内左端液面降低,右端液面升高 放热
(3)①导气管口处产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯中的导管内形成一段水柱 ②可能是放热反应 某些物质(如NaOH固体)溶于水放热,但不是放热反应
解析 (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反应还是吸热反应;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是放热反应还是吸热反应;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,不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应,中和反应都是放热反应。(3)②NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化,但发生的是物理变化,不属于化学反应,故不是放热或吸热反应。
15.(2024·揭阳高一检测)某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
编号 1 2 3 4 5
电极材料 Mg、Al Al、Cu Al、C(石墨) Mg、Al Al、Zn 电解质溶液 稀盐酸 稀盐酸 稀盐酸 氢氧化钠溶液 浓硝酸 电流表指针偏转方向 偏向Al 偏向Cu 偏向石墨 偏向Mg 偏向Al 试根据表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所做的电极__________(填“相同”或“不相同”)。 (2)对实验3完成下列填空:
①铝为__________极,电极反应式:____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②石墨为______________极,电极反应式:_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ③电池总反应方程式:_____________________________________________________。 (3)实验4中铝做__________,理由是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 写出铝电极的电极反应式:__________________________________________________。 (4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因:___________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素:________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)不相同
(2)①负 2Al-6e===2Al ②正 6H+6e===3H2↑ ③2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ (3)负极 铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应 Al-3e+4OH===[Al(OH)4]
(4)铝在浓硝酸中钝化,锌在浓硝酸中被氧化,即在浓硝酸中Zn做原电池的负极,Al做原电池的正极,所以电流表指针偏向铝
(5)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的性质
解析 Mg比Al活泼,Mg做原电池的负极,Al做原电池的正极,电流表指针偏向Al;Al比Cu活泼,Al做原电池的负极,Cu做原电池的正极,电流表指针偏向Cu。由此可知,原电池中电流表指针偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨,由上述规律可知,在该原电池中铝做负极,石墨做正极。铝失去电子被氧化成铝离子,盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1、2、3中电解质溶液相同,电极材料不同;实验1和4中电极材料相同,电解质溶液不同;实验5与其他实验是电极材料和电解质溶液都不同。通过这些结果可以总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素。根据电极材料及电解质溶液的不同以及反应的实验现象做判断,应注意Al可与NaOH溶液反应,Al在浓HNO3中钝化等情况。
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