Question

20．某化學小組用如圖裝置做興趣實驗（具支試管中存有少量空氣）．

實驗編號	a中試劑	b中試劑
1	0.1g Na、3mL水	0.1g Na、3mL乙醇
2	3mL水	3mL飽和FeSO4溶液
3	3mL濃硝酸、1g鋁片	3mL濃硝酸、1g銅片
4	生鐵釘、3mL飽和食鹽水	生鐵釘、3mL飽和氯化銨溶液

完成下列填空：
（1）實驗1：同時加入試劑，反應開始可觀察到U形管中液面b（填字母，下同），反應結束靜置一段時間，最終U形管中液面c．
a．左高右低   b．左低右高   c．左右基本持平
（2）實驗2：一段時間后，U形管中液面出現左低右高，則b管中發(fā)生反應的氧化劑是O₂（填化學式）．
（3）實驗3：一段時間后，紅棕色氣體在b（填“a”或“b”）管液面上方出現，簡述另外一試管未出現任何現象的原因：鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化．在其他條件不變的情況下，若將a、b試管中濃硝酸同時改為3mLcd（填編號），即可觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的．
a．無水乙醇    b．濃硫酸    c．稀硫酸    d．燒堿溶液
（4）實驗4：一段時間后，U形管中的液面情況是左高右低（用文字簡述）；寫出a試管中發(fā)生還原反應的電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據鈉與水反應比鈉與乙醇反應快慢以及最終生成的氫氣的量來分析；
（2）一段時間后U形管中液面出現左低右高，說明b中有氣體被消耗，再結合FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現象，而b中銅和濃硝酸反應生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產生無色氣體而b中與銅不反應，所以應該選稀硫酸或者氫氧化鈉；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生還原反應的是正極，根據吸氧腐蝕書寫．

解答 解：（1）因為鈉與水反應比鈉與乙醇反應快，所以開始時a試管中產生的氫氣比b試管多，故液面應左低右高；但是又由于最終生成的氫氣一樣多，所以最終液面又左右基本持平，故選：b；c；
（2）一段時間后U形管中液面出現左低右高，說明b中有氣體被消耗，又FeSO₄溶液易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵，所以b管中發(fā)生反應的氧化劑是氧氣；
故答案為：O₂；
（3）a中在常溫下，鋁片遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以無現象，而b中銅和濃硝酸反應生成紅棕色的二氧化氮氣體；如果觀察到試管中產生無色的氣體，且位置與上述是相反的，則需要a中能與鋁產生無色氣體而b中與銅不反應，所以應該選稀硫酸或者氫氧化鈉，
故答案為：b；鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化；c d；
（4）a中生鐵釘和3mL飽和食鹽水，因為飽和食鹽水顯中性所以發(fā)生吸氧腐蝕消耗空氣中的氧氣，而b中生鐵釘和3mL飽和氯化銨，因為飽和氯化銨顯酸性，所以發(fā)生的是析氫腐蝕，產生氫氣，所以左高右低；a試管中發(fā)生吸氧腐蝕其中還原反應的是正極，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：左高右低；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了元素化合物的性質、金屬的電化學腐蝕，題目難度不大，解題的關鍵是抓住液面變化是由于兩個試管中的氣體壓強改變引起的來分析，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的應用能力．