Question

某校化學興趣小組的同學按圖所示將實驗裝置連接好，進行化學能與熱能轉化的實驗探究。請幫他們回答下列問題：

實驗前，在U型管內加入少量品紅溶液（或紅墨水）。打開3個T型管螺旋夾，使U型管內兩邊的液面處于同一水平面，再夾緊螺旋夾。
（1）在內部的試管里盛1g氧化鈣，當滴入2mL左右的蒸餾水后，打開a、b螺旋夾，可觀察到U型管里的紅墨水如何變化？_{____________________________________________________}。
（2）如果用這個裝置觀察到U型管內出現與上述(1)相反的現象，可在小試管中加入_{________}固體后滴入適量的蒸餾水。
（3）若向內部的試管中放入幾小塊銅片，再用滴管滴入10mL稀硝酸，能否得到（1）中現象？        ，另外可觀察到的現象是                                  ；產生上述現象的原因是                                           ；寫出有關反應的化學方程式                                          ；由此可知，反應后產物的總能量     (填“大于”、“小于”、“等于”)硝酸和銅片的總能量。此時該裝置有明顯的不足，原因是                               ，改進的方法是                            。

Answer 1

（1）U型管里的紅墨水向右移動，導致右側液面高于左側液面。（2分）（2）NH₄Cl或NH₄NO₃等銨鹽（1分）（3）能（1分），銅片表面有氣泡冒出，過一會兒，試管口附近有紅棕色氣體出現（2分）；銅片和稀硝酸反應生成NO，NO被氧氣氧化為NO₂；該反應放熱，使大試管內氣壓增大，導致U型管里的紅墨水向右移動（2分）；3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂（3分）。小于（1分），NO、NO₂逸散到空氣中，會造成環境污染（1分）；在試管上加一雙孔塞，用導氣管將生成的氣體導入到氫氧化鈉溶液中（2分）。

該題從小試管內的溫度變化影響大試管內的氣壓變化入手。氧化鈣與水反應放熱，大試管內氣壓增大，導致U型管里的紅墨水向右移動。NaOH等強堿溶于水放熱，銨鹽溶于水吸熱。銅片和稀硝酸反應放熱，氮的氧化物有毒，會污染環境。