Question

某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应：

方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L^－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至35 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。

方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L^－1硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。

方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。

根据上述实验回答相关问题：

（1）方案一中，温度先升高的原因是_________________，升至最大值后又逐渐下降的原因是 _____________________。

（2）方案二中，小木片脱落的原因是 ______________________。

（3）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应 。

（4）方案三实验②的U形管中的现象为 ___________________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。

Answer

铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液的温度升高 当化学反应完成后，随着热量的散失，烧杯里溶液的温度降低 硫酸溶液和氢氧化钠溶液放出的热量使蜡烛熔化 放热 U形管里红墨水液面左高右低 小于

【解析】（1）温度计的温度由20℃逐渐升至35℃，说明铝片与硫酸反应为放热反应，放出的热量使烧杯里溶液的温度升高；方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低；（2）方案二中，小木片脱落的原因是氢氧化钠与硫酸的反应放热，温度升高，蜡烛熔化了；（3）由方案三的现象得出结论：①③④组中出现了液面左低右高的现象，故物质发生的反应都是放热反应；（4）氢氧化钡晶体与氯化铵晶体（充分搅拌）反应为典型的吸热反应，故红墨水液面左高右低，反应物总能量小于生成物总能量。

点睛：本题考查吸热反应和放热反应，把握实验操作的规范性、实验细节和实验原理为解答的关键，注意方案的合理性、评价性、操作性分析。