Question

為了探究吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下5種裝置，裝置氣密性都良好．請根據(jù)要求回答相關(guān)問題：

（1）選擇裝置Ⅲ探究“氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)”．在試管里裝入氫氧化鈉固體，分液漏斗里裝入稀鹽酸，實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是“NaOH+HCl═NaCl+H₂O是放熱反應(yīng)”，該結(jié)論存在的兩個明顯缺陷是

 

 

；請你選擇裝置Ⅴ設(shè)計實(shí)驗(yàn)：

 

．
（2）在裝置Ⅱ的試管里裝入固體氫化鉀（KH），滴加適量水，觀察到燒杯里澄清石灰水變渾濁，在反應(yīng)后的試管里滴幾滴酚酞溶液，溶液變紅色．寫出KH與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；該反應(yīng)是

 

反應(yīng)．（填“放熱”或“吸熱”）
（3）實(shí)驗(yàn)室有一瓶試劑，標(biāo)簽脫落．假設(shè)試劑用M代號表示．某同學(xué)取少量M粉末用脫脂棉包裹并置于石棉網(wǎng)上，往脫脂棉上滴幾滴水，可觀察到脫脂棉劇烈燃燒起來．
①由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出兩條有關(guān)M與水反應(yīng)的結(jié)論：
結(jié)論1：M與水反應(yīng)放出氧氣；
結(jié)論2：：M與水反應(yīng)是

 

反應(yīng)．（填“放熱”或“吸熱”）
②選擇裝置Ⅰ驗(yàn)證結(jié)論2的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是

 

③為了進(jìn)一步探究M的性質(zhì)，取少量M投入盛有適量水的燒杯里，滴加幾滴酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色，過一會兒，溶液變成無色．查閱資料發(fā)現(xiàn)，過氧化鈉（Na₂O₂）和超氧化鉀（KO₂）都具有M的相似性質(zhì)，寫出KO₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氫氧化鈉溶于水放熱和鹽酸液體加入試管中會排出氣體進(jìn)行分析；將氫氧化鈉和鹽酸加入到小試管中反應(yīng)；
（2）根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷反應(yīng)產(chǎn)物為氫氧化鉀和氫氣；由于澄清石灰水變渾濁，石灰水溶解度減小，證明溫度升高；
（3）①脫脂棉劇烈燃燒起來，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
②將導(dǎo)管b插入水槽中，反應(yīng)放出熱量會使水槽中產(chǎn)生氣泡，據(jù)此進(jìn)行設(shè)計實(shí)驗(yàn)；
③KO₂與水反應(yīng)生成氫氧化鉀和氧氣，根據(jù)化合價升降相等進(jìn)行配平．

解答：解：（1）選用裝置Ⅲ為反應(yīng)裝置時，氫氧化鈉固體溶于水放熱，使試管中溫度升高，氣體體積增大，也會產(chǎn)生氣泡干擾實(shí)驗(yàn)；鹽酸加入具支試管里會排出氣體，同樣會產(chǎn)生氣泡干擾了實(shí)驗(yàn)；可以選用裝置V為反應(yīng)裝置，將氫氧化鈉溶液和鹽酸加入到小試管中反應(yīng)，
故答案為：氫氧化鈉固體溶于水放熱，會產(chǎn)生氣泡干擾實(shí)驗(yàn)；鹽酸加入具支試管里會排出氣體，會產(chǎn)生氣泡干擾實(shí)驗(yàn)； 選擇氫氧化鈉溶液與鹽酸在裝置Ⅴ的小試管中反應(yīng)；
（2）在裝置Ⅱ的試管里裝入固體氫化鉀（KH），滴加適量水，觀察到燒杯里澄清石灰水變渾濁，在反應(yīng)后的試管里滴幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，說明反應(yīng)生成了氫氧化鉀，根據(jù)KH中氫元素化合價為-1價、水中氫元素+2價可知，反應(yīng)產(chǎn)物為氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：KH+H₂O═KOH+H₂↑；石灰水變渾濁，說明溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：KH+H₂O═KOH+H₂↑；放熱；
（3）①往脫脂棉上滴幾滴水，可觀察到脫脂棉劇烈燃燒起來，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量使脫脂棉劇烈燃燒，
故答案為：放熱；
②使用裝置Ⅰ證明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)的方法為：在b處接一根導(dǎo)管伸入盛水的水槽里，在試管里進(jìn)行M與H₂O反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察到水槽中的導(dǎo)管中有氣泡冒出，
故答案為：在b處接一根導(dǎo)管伸入盛水的水槽里，在試管里進(jìn)行M與H₂O反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察到水槽中的導(dǎo)管中有氣泡冒出；
③KO₂與水反應(yīng)反應(yīng)生成氫氧化鉀和氧氣，KO₂中氧元素化合價為-

1

2

價，生成1分子氧氣化合價至少升高1價，變成H₂O中的-2價化合價降低了：

3

2

價，最小公倍數(shù)為

3

2

，即：KO₂+H₂O═KOH+

3

2

O₂↑+1H₂O，根據(jù)參與氧化還原反應(yīng)的氧原子可知，KO₂的計量數(shù)為：（

3

2

×2+1）×

1

2

=2，根據(jù)鉀原子守恒可知：氫氧化鉀的計量數(shù)也是2，即：2KO₂+H₂O═2KOH+

3

2

O₂↑+1H₂O，各項同時擴(kuò)大2倍可得：4KO₂+H₂O═4KOH+3O₂↑+2H₂O，再根據(jù)反應(yīng)前后氧原子質(zhì)量守恒配平反應(yīng)物水的計量數(shù)：4+3×2+1-2×4=4，配平后的化學(xué)方程式為：4KO₂+4H₂O═4KOH+3O₂↑+2H₂O，整理得：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑，
故答案為：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑．

點(diǎn)評：本題考查了探究吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的方法、化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等，注意掌握探究吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的方法，試題主要側(cè)重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與評價．