Question

為了探究吸熱反應和放熱反應，某學習小組設計如下5種裝置，裝置氣密性都良好．請根據(jù)要求回答相關問題：

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

 

 

；請你選擇裝置Ⅴ設計實驗：

 

．
（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，在反應后的試管里滴幾滴酚酞溶液，溶液變紅色．寫出KH與水反應的化學方程式：

 

；該反應是

 

反應．（填“放熱”或“吸熱”）
（3）實驗室有一瓶試劑，標簽脫落．假設試劑用M代號表示．某同學取少量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由上述實驗現(xiàn)象可得出兩條有關M與水反應的結(jié)論：
結(jié)論1：M與水反應放出氧氣；
結(jié)論2：：M與水反應是

 

反應．（填“放熱”或“吸熱”）
②選擇裝置Ⅰ驗證結(jié)論2的實驗操作及現(xiàn)象是

 

③為了進一步探究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與水反應的化學方程式：

 

．

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行分析；將氫氧化鈉和鹽酸加入到小試管中反應；
（2）根據(jù)反應現(xiàn)象判斷反應產(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，說明該反應為放熱反應；
②將導管b插入水槽中，反應放出熱量會使水槽中產(chǎn)生氣泡，據(jù)此進行設計實驗；
③KO₂與水反應生成氫氧化鉀和氧氣，根據(jù)化合價升降相等進行配平．

解答：解：（1）選用裝置Ⅲ為反應裝置時，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)生氣泡干擾實驗；鹽酸加入具支試管里會排出氣體，同樣會產(chǎn)生氣泡干擾了實驗；可以選用裝置V為反應裝置，將氫氧化鈉溶液和鹽酸加入到小試管中反應，
故答案為：氫氧化鈉固體溶于水放熱，會產(chǎn)生氣泡干擾實驗；鹽酸加入具支試管里會排出氣體，會產(chǎn)生氣泡干擾實驗； 選擇氫氧化鈉溶液與鹽酸在裝置Ⅴ的小試管中反應；
（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，在反應后的試管里滴幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，說明反應生成了氫氧化鉀，根據(jù)KH中氫元素化合價為-1價、水中氫元素+2價可知，反應產(chǎn)物為氫氣，反應的化學方程式為：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，該反應為放熱反應，
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，說明該反應為放熱反應，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證明該反應為放熱反應的方法為：在b處接一根導管伸入盛水的水槽里，在試管里進行M與H₂O反應實驗，觀察到水槽中的導管中有氣泡冒出，
故答案為：在b處接一根導管伸入盛水的水槽里，在試管里進行M與H₂O反應實驗，觀察到水槽中的導管中有氣泡冒出；
③KO₂與水反應反應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，各項同時擴大2倍可得：4KO₂+H₂O═4KOH+3O₂↑+2H₂O，再根據(jù)反應前后氧原子質(zhì)量守恒配平反應物水的計量數(shù)：4+3×2+1-2×4=4，配平后的化學方程式為：4KO₂+4H₂O═4KOH+3O₂↑+2H₂O，整理得：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑，
故答案為：4KO₂+2H₂O═4KOH+3O₂↑．

點評：本題考查了探究吸熱反應、放熱反應的方法、化學方程式的書寫，題目難度中等，注意掌握探究吸熱反應、放熱反應的方法，試題主要側(cè)重實驗方案的設計與評價．