Question

【題目】某化學興趣學習小組設計實驗探究金屬M與濃硫酸反應的氣體產物。

【提出假設】假設1：氣體產物只有SO2； 假設2：_____________；

【實驗設計】為了探究金屬M與濃硫酸反應產物，設計如圖實驗裝置：一定量的濃硫酸與金屬M反應．

（1）檢查上述裝置氣密性的一種方法是：關閉分液漏斗的活塞，在H裝置后面連上一根導管，然后_____________，則證明裝置的氣密性良好。

（2）若B瓶里品紅溶液褪色，E、F和G中都無明顯現象．反應后硫酸鹽中金屬顯+2價．寫A中發生反應的化學方程式_____________；

（3）若假設2正確，則可觀察到：F管中_____________；G干燥管里_____________；

【實驗反思】為了進一步探究金屬M成分和氣體組分，進行如下實驗：

稱取11.2g金屬M放入裝置A中，加入一定量的濃硫酸，反應結束后，B瓶里品紅溶液褪色，金屬沒有剩余，拆下G并稱重，G增重0.9g。

（4）為了觀察溶液顏色，實驗完畢后，需要稀釋燒瓶里溶液．稀釋燒瓶里溶液的操作方法_______；

（5）將稀釋后的溶液分裝甲、乙試管，向甲試管里滴加KSCN溶液，溶液變紅色；向乙試管里滴加酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，溶液紫色褪去；所以可得到此條件下對金屬M與濃硫酸反應的氣體產物的探究假設 ________成立。

Answer 1

【答案】氣體產物有SO2和H2 （1）將導氣管插入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，若導氣管冒氣泡，停止加熱有一段水柱上升 （2）M+2H2SO4(濃)MSO4+SO2↑+2H2O （3） 黑色粉末變成紅色 白色粉末變為藍色 （4） 先將燒瓶中混合溶液冷卻，再將混合液慢慢加入盛水的燒杯里，并不斷攪拌 （5）假設2

【解析】

試題分析：當金屬過量時，且金屬較活潑則生成的氣體中可能含有氫氣，所以假設2為：氣體產物有SO2和H2 ；

（1）檢查上述裝置氣密性的一種方法是：關閉分液漏斗的活塞，在H裝置后面連上一根導管，然后將導氣管插入盛有水的水槽中，微熱燒瓶，若導氣管冒氣泡，停止加熱有一段水柱上升，則說明裝置的氣密性良好；

（2）反應后硫酸鹽中金屬顯+2價，類比銅與濃硫酸的反應，M與濃硫酸反應的化學方程式為：M+2H2SO4(濃)MSO4+SO2↑+2H2O；

（3）如果F管中黑色粉末變成紅色、G中白色的無水硫酸銅變成藍色，說明二氧化硫中混有氫氣，從而證明假設2正確；

（4）可以類比稀釋濃硫酸的方法進行操作，方法為：先將燒瓶中混合溶液冷卻，再將混合液慢慢加入盛水的燒杯里，并不斷攪拌；

（5）向甲試管里滴加KSCN溶液，溶液變紅色，說明金屬M為Fe；G增重0.9g，0.9g為水的質量，則氫氣的物質的量為：n(H2)=n(H2O)==0.05mol；1.2g鐵的物質的量為：n(Fe)==0.2mol；向乙試管里滴加酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，溶液紫色褪去，說明溶液中含有亞鐵離子，燒瓶溶液中金屬離子濃度相等，則鐵離子和亞鐵離子的物質的量相等，n(Fe2+)=n(Fe3+)=0.1mol，根據電子守恒，生成二氧化硫的物質的量為：n(SO2)==0.20mol，鐵與硫酸反應的化學方程式為：4Fe+9H2SO4(濃)2FeSO4+Fe2(SO4)3+4SO2↑+H2↑+8H2O，故假設2成立。