Question

【題目】某課外活動(dòng)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫;而乙同學(xué)認(rèn)為除二氧化硫氣體外,還可能產(chǎn)生氫氣。為了驗(yàn)證甲、乙兩同學(xué)的判斷是否正確,丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(鋅與濃硫酸共熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X,且該反應(yīng)裝置已略去):

試回答:

(1)上述實(shí)驗(yàn)中生成二氧化硫氣體的化學(xué)方程式為_________。

(2)乙同學(xué)認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是__________。

(3)丙同學(xué)在安裝好裝置后,必不可少的一步操作是__________。

(4)B中加入的試劑是______，其作用是___________。

(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是；C中______，D中______。如果撤去裝置B，是否還能根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中含有氫氣?___________

為什么？_______________________________________________________________

Answer 1

【答案】Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O在鋅與濃硫酸的反應(yīng)中,H2SO4被消耗,且有水生成,c(H2SO4)逐漸減小,由濃硫酸變成稀硫酸,鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣檢驗(yàn)裝置氣密性濃硫酸吸收水蒸氣黑色氧化銅粉末變成紅色無(wú)水硫酸銅粉末變成藍(lán)色不能混合氣體通過(guò)KMnO4溶液時(shí)會(huì)帶出水蒸氣,干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)中H2的檢驗(yàn)

【解析】

（1）鋅和濃硫酸反應(yīng)是二氧化硫、硫酸鋅和水；
（2）反應(yīng)時(shí)濃H2SO4濃度逐漸變稀，Zn與稀H2SO4反應(yīng)可產(chǎn)生H2；
（3）裝置是氣體驗(yàn)證試驗(yàn)，所以需要裝置氣密性完好；
（4）分析裝置圖可以知道，生成的氣體中有二氧化硫和氫氣，所以裝置A是驗(yàn)證二氧化硫存在的裝置，選品紅溶液進(jìn)行驗(yàn)證；通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過(guò)裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣，利用氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水蒸氣，所以利用裝置D中的無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水的生成，為避免空氣中的水蒸氣影響D裝置中水的檢驗(yàn)，裝置E中需要用堿石灰；
（5）證明生成的氣體中含有水蒸氣的現(xiàn)象是，C裝置中黑色氧化銅變?yōu)榧t色銅，D裝置中白色硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色；混合氣體通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液時(shí)帶出水蒸氣，若撤掉裝置B不干燥氣體，則不能證明水的來(lái)源，干擾氫氣的檢驗(yàn)。

（1）鋅和濃硫酸反應(yīng)是二氧化硫、硫酸鋅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O，
因此，本題正確答案是：Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O；
（2）反應(yīng)時(shí)濃H2SO4濃度逐漸變稀，Zn與稀H2SO4反應(yīng)可產(chǎn)生H2；
因此，本題正確答案是：在鋅與濃硫酸的反應(yīng)中，H2SO4被消耗，且有水生成，c(H2SO4)逐漸減小，由濃硫酸變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；

（3）裝置是氣體驗(yàn)證試驗(yàn)，所以需要裝置氣密性完好，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先檢驗(yàn)裝置的氣密性，
因此，本題正確答案是：檢驗(yàn)裝置氣密性；
（4）分析裝置圖可以知道，生成的氣體中有二氧化硫和氫氣，所以裝置A是驗(yàn)證二氧化硫存在的裝置，選品紅溶液進(jìn)行驗(yàn)證；通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過(guò)裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣，利用氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水蒸氣，所以利用裝置D中的無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水的生成，為避免空氣中的水蒸氣影響D裝置中水的檢驗(yàn)，裝置E中需要用堿石灰，
因此，本題正確答案是：濃硫酸；吸收水蒸氣；
（5）證明生成的氣體中含有水蒸氣的現(xiàn)象是，C裝置中黑色氧化銅變?yōu)榧t色銅，D裝置中白色硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色；混合氣體通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液時(shí)帶出水蒸氣，若撤掉裝置B不干燥氣體，則不能證明水的來(lái)源，干擾氫氣的檢驗(yàn)，

因此，本題正確答案是：無(wú)水硫酸銅粉末變成藍(lán)色；不能；混合氣體通過(guò)KMnO4溶液時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)中H2的檢驗(yàn)。