Question

【題目】鋅與不同濃度的硫酸反應時，硫酸的還原產物為SO2或H2。為驗證這一事實，某同學用下圖裝置在室溫下進行實驗。

請回答下列問題:

（1）儀器a的名稱是_________，若在圓底燒瓶中放入1.0g鋅，選用量氣管的適宜規格是(按標況計算)_____ (填字母序號)。

A.200mL B.300mL C.400mL D.500mL

（2）按上圖連接好裝置后，檢查A裝置氣密性的操作是____，為使儀器a中的硫酸順利加入圓底燒瓶，應_____并旋轉活塞。

（3）實驗發現:1.0g鋅完全溶解后氫氧化鈉洗氣瓶增重0.8g，寫出圓底燒瓶中發生反應的化學方程式:_________________。

（4）若ag鋅與cmol/L的硫酸VL充分反應后鋅有剩余，測得氫氧化鈉洗氣瓶增重mg，則整個實驗過程產生的氣體中， =______(用含字母的代數式表示), 若撤走B裝置， 的數值將______(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)，其原因是________________。

（5）為準確測量氣體體積，量氣管在讀數時應注意的操作有_______。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 C 關閉分液漏斗（或 a） 活塞，用熱毛巾（或雙手） 捂熱圓底燒瓶， 一段時間后 C中浸入液體中的導氣管末端有氣泡冒出， 移開熱毛巾（或雙手）后 C 中導氣管中上升一段穩定的水柱（其它合理答案也可） 打開分液漏斗（或 a）的瓶塞（或玻璃塞）（或使瓶塞上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔） Zn + 2H2SO4(濃) ===ZnSO4 + SO2↑+ H2O 、Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ 偏小 A 中產生的水蒸氣進入裝置 C 中使得計算的 n(SO2)偏大 讀數前移動 b 使量氣管左右液面相平； ②視線與量氣管凹液面最低點在同一水平面 ③待裝置冷卻至室溫讀數

【解析】（1）由裝置圖可得，儀器a是分液漏斗；C中盛有氫氧化鈉溶液，則量氣管D測量的是氫氣的體積，根據反應Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，n(H2)=n(Zn)=1.0g÷65g/mol=mol，則標準狀況下V(H2)= mol×22.4L/mol=L≈344.6mL，所以選用量氣管的適宜規格是400mL，故選C。

（2）檢查裝置氣密性，首先要密閉，應關閉分液漏斗(a)活塞，然后形成壓強差，并產生明顯現象，應微熱圓底燒瓶，所以檢查A裝置氣密性的操作可以是：關閉分液漏斗(a)活塞，用熱毛巾(或雙手)捂熱圓底燒瓶，一段時間后C中浸入液體中的導氣管末端有氣泡冒出，移開熱毛巾(或雙手)后C中導氣管中上升一段穩定的水柱，則氣密性良好。為使儀器a(分液漏斗)中的硫酸順利加入圓底燒瓶，需要平衡a(分液漏斗)中壓強，使之與空氣連通，故應打開分液漏斗(a)的瓶塞(玻璃塞)(或者使瓶塞上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔)。

（3）氫氧化鈉吸收的是SO2氣體，所以一定發生反應：Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O，0.8gSO2的物質的量為：0.8g÷64g/mol=0.0125mol，1.0g鋅的物質的量為：1.0g÷65g/mol≈0.0154mol>0.0125mol，所以還會發生反應：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

（4）由已知，n(H2SO4)=cVmol，氫氧化鈉洗氣瓶增重mg，則n(SO2)= mol，根據反應Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O，消耗硫酸為2×mol，所以生成H2的H2SO4為：(cV-2×)mol，則n(H2)=(cV-2×)mol，故=。若撤走B裝置，A中產生的水蒸氣進入裝置C中使n(SO2)的計算結果偏大，則算得n(H2)偏小， 的數值將偏小。

（5）Zn與硫酸的反應是放熱反應，溫度升高，氣體受熱膨脹，此時讀出的氣體體積偏大，因此要恢復到室溫狀態；因為測得的體積需要轉化到標準狀況，而量氣管中的壓強不容易測量，可以調節量氣管左右液面相平，量氣管中的壓強即等于室內壓強；讀數時，視線與凹液面最低處相平，總之為準確測量氣體體積，量氣管在讀數時要消除內外氣體壓強不相等及視線不正確而造成的誤差，所以應注意的操作有：①讀數前移動b使量氣管左右液面相平；②視線與量氣管凹液面最低點在同一水平面；③待裝置冷卻至室溫讀數。