Question

【題目】化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在用鋅粒與下圖硫酸溶液（試劑瓶標(biāo)簽部分腐蝕）反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，并聞到有刺激性氣味。他們對(duì)此氣體的成分進(jìn)行了探究。

[提出問題]鋅粒加入該硫酸溶液反應(yīng)生成的氣體是什么？

[查閱資料]①濃硫酸與鋅反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣，也不會(huì)產(chǎn)生氧氣，能生成二氧化硫氣體；

②二氧化硫有刺激性氣味，易溶于水，能使品紅（一種紅色色素）溶液褪色。

[猜想與假設(shè)]甲同學(xué)認(rèn)為：氣體可能是H2；

乙同學(xué)認(rèn)為：氣體可能是SO2；

丙同學(xué)認(rèn)為：氣體還可能是_____。

[實(shí)驗(yàn)探究]為了驗(yàn)證上述猜想，同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下設(shè)計(jì)了如下圖的裝置（部分夾持器材略去，假設(shè)每個(gè)能發(fā)生的反應(yīng)都進(jìn)行完全）進(jìn)行探究：

（1）圖2中D處氣體發(fā)生裝置可選圖1中的_____（填字母序號(hào)）。

（2）實(shí)驗(yàn)開始后，觀察到E中品紅溶液褪色，證明氣體中含有_____。

（3）寫出H裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

（4）G裝置在點(diǎn)燃酒精燈加熱之前應(yīng)先通段時(shí)間的氣體。目的是_____加熱段時(shí)間后，觀察到_____，證明氣體中含有H2。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]_____同學(xué)的猜想是正確的。

[反思與交流]

①鋅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅、水和二氧化硫，為什么反應(yīng)過程中又產(chǎn)生了氫氣呢？用文字簡述原因：_____。

②鋅與濃硫酸、稀硫酸反應(yīng)都可以產(chǎn)生硫酸鋅，如果需要制取硫酸鋅，用鋅與稀硫酸反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是_____（任填一種合理的答案）。

Answer 1

【答案】H2和SO2 B或C SO2 排盡裝置內(nèi)的空氣 黑色固體變紅 丙 隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸變成了稀硫酸 只產(chǎn)生氫氣或無污染

【解析】

鋅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅、氫氣和二氧化硫，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，二氧化硫和氫氧化鈉生成亞硫酸鈉和水。

[猜想與假設(shè)]甲同學(xué)認(rèn)為：氣體可能是H2；

乙同學(xué)認(rèn)為：氣體可能是SO2；

丙同學(xué)認(rèn)為：氣體還可能是H2和SO2。

[實(shí)驗(yàn)探究]

（1）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，選用固液常溫型裝置，故圖2中D處氣體發(fā)生裝置可選圖1中的B或C。

（2）二氧化硫有刺激性氣味，易溶于水，能使品紅（一種紅色色素）溶液褪色，故實(shí)驗(yàn)開始后，觀察到E中品紅溶液褪色，證明氣體中含有SO2。

（3）H裝置中發(fā)生反應(yīng)是二氧化硫和氫氧化鈉生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（4）氫氣是可燃性氣體，不純加熱會(huì)發(fā)生爆炸，則G裝置在點(diǎn)燃酒精燈加熱之前應(yīng)先通段時(shí)間的氣體，目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，故加熱段時(shí)間后，觀察到黑色固體變紅，證明氣體中含有H2。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] E裝置中品紅溶液褪色，說明生成二氧化硫，G裝置中黑色固體變紅，說明生成氫氣，故丙同學(xué)的猜想是正確的。

[反思與交流]

①濃硫酸隨著反應(yīng)的進(jìn)行變成稀硫酸，故鋅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅、水和二氧化硫，產(chǎn)生了氫氣的原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸變成了稀硫酸。

②鋅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫有毒，污染空氣，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，無毒，故需要制取硫酸鋅，用鋅與稀硫酸反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是只產(chǎn)生氫氣或無污染。