Question

【題目】足量鋅與濃H2SO4充分在加熱下反應(yīng)生成會(huì)SO2和H2的混合氣體；鋅和稀硫酸反應(yīng)只有H2生成�，F(xiàn)有甲乙兩研究小組分別實(shí)驗(yàn)探究：

甲研究小組按下圖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋅與濃硫酸反應(yīng)生成物中SO2和H2，取少量的Zn置于b中，向a中加入100mL 18.5mol·L－1的濃硫酸，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間反應(yīng)，Zn完全溶解

（1）填寫(xiě)儀器名稱(chēng)：a_______________。

（2）寫(xiě)出裝置A中生成能使品紅溶液褪色的化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________。

（3）裝置D中加入的試劑是__________。

（4）U型管G的作用為______________。

（5）有同學(xué)認(rèn)為A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置，該裝置的作用為__________。

（6）證明反應(yīng)生成SO2和H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________。

（7）若A中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L，將A反應(yīng)后的溶液稀釋到1L，測(cè)得溶液中H＋的濃度為0.1 mol·L-1，則稀釋液中SO42－的物質(zhì)的量濃度是_________ mol·L-1

Answer 1

【答案】分液漏斗Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+2H2O+SO2↑濃硫酸防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入干燥管，干擾實(shí)驗(yàn)防止倒吸B中品紅褪色，E中有紅色物質(zhì)生成且F中的無(wú)水硫酸銅變藍(lán)1.55 mol·L－1

【解析】

A是制取氣體的裝置，制備的氣體中有二氧化硫、氫氣、水蒸汽，B裝置是除去二氧化硫，可以用氫氧化鈉等堿液吸收；C裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，D裝置是濃硫酸，吸水干燥作用；E裝置是用還原性氣體還原氧化銅，F裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成；G是防止空氣中H2O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)。

(1)結(jié)合儀器圖形和作用得到名稱(chēng)；

(2)裝置A中生成能使品紅溶液褪色的氣體為二氧化硫，是鋅和濃硫酸反應(yīng)得到硫酸鋅、二氧化硫和水；

（3）③是對(duì)氣體進(jìn)行干燥的試劑為濃硫酸；

（4）G是防止空氣中H2O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)；

(5)A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置是安全瓶；

(6)B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫，B中品紅褪色，證明反應(yīng)生成SO2；E裝置是用還原性氣體還原氧化銅，F裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成；

(7)反應(yīng)后的溶液稀釋到1L，測(cè)得氫離子濃度為0.1mol·L－1，稀釋后硫酸的濃度為0.05mol·L－1，反應(yīng)剩余的硫酸為0.05mol×1L=0.05mol，則反應(yīng)后溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.05mol×1L/0.1L=0.5mol·L－1，為稀硫酸，故發(fā)生反應(yīng)：Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，生成的氣體為SO2、H2混合氣體，令混合氣體中SO2、H2的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者體積與消耗硫酸的物質(zhì)的量列方程計(jì)算；

（1）①裝置圖中儀器a為分液漏斗；

（2）裝置A中生成能使品紅溶液褪色的氣體為二氧化硫，是鋅和濃硫酸反應(yīng)得到硫酸鋅、二氧化硫和水；

（3）D裝置是濃硫酸，吸水干燥作用，

（4）G裝置中的堿石灰是防止空氣中H2O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)，干擾實(shí)驗(yàn)，

（5）A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置，是為了防止B裝置中的液體倒吸

（6）B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫，B中品紅褪色，證明反應(yīng)生成SO2；E裝置是用還原性氣體還原氧化銅，F裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成，只要黑色變紅色，無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，證明反應(yīng)生成氫氣；

（7）反應(yīng)后的溶液稀釋到1L，氫離子濃度為0.1mol·L－1，稀釋后硫酸的濃度為0.05mol·L－1，則反應(yīng)后溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.05mol×1L/0.1L=0.5mol·L－1，為稀硫酸，故發(fā)生反應(yīng)：Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，生成的氣體為SO2、H2混合氣體，物質(zhì)的量為=33.6L/22.4L·mol－1=1.5mol，參加反應(yīng)的n（H2SO4）=0.1L×18.5mol·L－1-0.05mol×1L=1.8mol，令混合氣體中SO2、H2的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

Zn+2H2SO4（(濃)ZnSO4+SO2↑+H2O

x 2x x

Zn+H2SO4（�。�=ZnSO4+H2↑

y y y

x+y=1.5

2x+y=1.8

解之得 x=0.3，y=1.2

根據(jù)原子守恒反應(yīng)后溶液中SO42－ 為n(濃硫酸)-n（SO2）=0.1L×18.5mol·L－1-0.3mol=1.55mol.