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专题整合
一、喷泉实验的原理与判断
(1)喷泉实验的原理。
烧瓶内外形成较大的压强差。少量水可快速溶解大量的气体,使烧瓶内压强迅速减小,外界大气压将烧杯中的水压入上面的烧瓶内,形成喷泉。
(2)能形成喷泉的气体。
①易溶于水的气体(如NH3、HCl、HBr等)均可用来做喷泉实验。
②在碱液中溶解度较大的气体(如CO2、H2S、Cl2等)也可以用来做喷泉实验。
[典例1] 某同学仿照“喷泉”实验的原理,在实验室中做了一个“喷烟”实验装置,如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内,然后打开止水夹,便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CO2、H2、NO七种气体中的两种,则下列判断正确的是( )
A.X是NH3,Y是HCl
B.X是Cl2,Y是H2
C.X是CO2,Y是O2
D.X是NO,Y是O2
解析:X必须是一种易溶于NaOH溶液的气体,才能使甲烧瓶内气压减小,使乙中的气体进入甲,可排除D项;乙中的气体进入甲后反应产生白烟,因Cl2与H2在光照条件下能反应但无白烟产生,CO2与O2不反应,可排除B、C两项。
答案:A
[跟踪训练1] 利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是 。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
。
解析:(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,则在烧瓶Ⅱ中的NH3被水吸收,压强减小,烧瓶Ⅰ中的HCl进入烧瓶Ⅱ中,HCl和NH3反应生成固体NH4Cl,形成白烟。
答案:(1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a活塞,然后打开b活塞
二、“三酸变稀”对其反应的影响
典型的“三酸变稀”问题是指浓盐酸与MnO2反应,浓硫酸与Cu、Zn等反应,浓硝酸与Cu等反应,随着反应的进行,三种酸都变稀,从而使反应停止或产物发生变化。
[典例2] 化学反应中,有时“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”。下列反应中不存在此类情况的是( )
A.铁片与过量浓硝酸(常温)
B.铜粉与过量浓硝酸(常温)
C.浓盐酸与过量二氧化锰(共热)
D.浓硫酸与过量铜片(共热)
解析:A项,常温下,铁片在浓硝酸作用下钝化,不能完全反应;B项,浓硝酸过量时,铜粉完全反应;C项,加热时,二氧化锰与浓盐酸反应,随着反应的进行,浓盐酸逐渐变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应;D项,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应。
答案:B
[跟踪训练2] 下列说法正确的是( D )
A.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
B.过量的铜与浓硝酸反应没有一氧化氮生成
C.浓硝酸中加入过量铁粉并加热:Fe+3N+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O
D.用浓HNO3与Cu反应制备NO2
解析:A项,铁与稀HNO3的反应不是置换反应,铁与稀H2SO4的反应是置换反应,错误;B项,铜先与浓HNO3反应生成NO2,随着反应的进行,硝酸变稀,铜再与稀HNO3反应生成NO,错误;C项,铁过量时,应该生成Fe2+,错误。
三、N在离子共存判断中的特殊性
N在中性或碱性溶液中无强氧化性,而在酸性溶液中(相当于HNO3)具有强氧化性,在离子共存判断、物质推断及检验时,注意挖掘题目中的隐含信息。
[典例3] 某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2
B.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O
C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D.由上述实验可知:Cu在常温下既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
解析:实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被Cu还原为NO,在试管口,NO遇到空气中的氧气,生成NO2,A项错误;③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,B项正确;实验