Question

20．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、乙兩個(gè)同學(xué)的判斷是否正確，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鋅與濃硫酸加熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X，且該裝置略去）．試回答：

（1）上述反應(yīng)中生成二氧化硫的化學(xué)方程為Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是隨反應(yīng)進(jìn)行，硫酸濃度降低，與Zn反應(yīng)生成氫氣．
（3）丙同學(xué)在安裝好裝置后，需要進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置氣密性．
（4）KMnO₄溶液的作用是除去二氧化硫．
（5）B中加入的試劑可能是濃硫酸，作用是吸收氣體中的水分．
（6）可以證明氣體X中含氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：C中黑色的氧化銅變成紅色的銅，D中白色無(wú)水硫酸銅變藍(lán)．

Answer 1

分析 為了驗(yàn)證生成的氣體中有二氧化硫和氫氣，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．
（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）二氧化硫具有還原性，能與具有強(qiáng)氧化性的酸性KMnO₄溶液反應(yīng)；
（5）分析裝置圖可知，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；
（6）證明氣體X中含氫氣，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．

解答 解：（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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）當(dāng)Zn與濃H₂SO₄ 反應(yīng)時(shí)濃H₂SO₄ 濃度逐漸變稀，Zn與稀H₂SO₄ 反應(yīng)Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，產(chǎn)生H₂，
故答案為：隨反應(yīng)進(jìn)行，硫酸濃度降低，與Zn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，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（4）通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，反應(yīng)為5SO₂+2KMnO₄KMnO4+2H₂O═K₂SO₄ +2MnSO₄+2H₂SO₄，
故答案為：除去二氧化硫；
（5）分析裝置圖可知，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，
故答案為：濃H₂SO₄；吸收氣體中的水分；
（6）白色硫酸銅粉末遇水變藍(lán)，證明氣體X中含氫氣，需證明通過(guò)氧化銅反應(yīng)生成水，現(xiàn)象為：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；證明生成了水，
故答案為：C中黑色的氧化銅變成紅色的銅，D中白色無(wú)水硫酸銅變藍(lán)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸與金屬反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法和試劑選擇，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)還考查學(xué)生思維的嚴(yán)密性，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．