Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組對(duì)濃硫酸與金屬鋅的反應(yīng)進(jìn)行探究。首先按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，然后取20mL18.5mo/L的濃硫酸與一定量Zn反應(yīng)，微熱試管A，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先觀察到C、D中均有氣泡產(chǎn)生，D中開(kāi)始出現(xiàn)渾濁，后渾獨(dú)消失，隨后氣泡量逐漸減少，品紅溶液褪色，反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間后，C、D中的氣泡量又會(huì)明顯增加。試回答:

（1）從甲、乙中選擇合適的裝置填入B、C中，并進(jìn)行正確連接，a接_____、______接b，c接_____、______接d。

（2）A中產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體的化學(xué)方程式為__________________；D、E試管中CCl4溶液的作用是__________。

（3）D中渾濁消失的離子方程式為___________________。

（4）如果鋅完全溶解，共生成氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將反應(yīng)后的溶液稀釋到100mL，測(cè)得溶液中H+濃度為0.4mo/L，則反應(yīng)共消耗鋅____g，生成氣體的成分及體積之比為_______。

（5）將上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，體現(xiàn)了SO2的___(填“氧化性”“還原性”或“漂白性”),請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式____________________。

Answer 1

【答案】 3（或4） 4（或3） 1 2 Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2 ↑ +2H2O 防止倒吸 SO2+H2O+CaSO3=Ca2++ 16.25 V(SO2)∶V (H2)= 2∶3 還原性 5SO2++2H2O=+2Mn2++4H+

【解析】試題分析：取20mL18.5mo/L的濃硫酸與一定量Zn反應(yīng)，微熱試管A，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先觀察到C、D中均有氣泡產(chǎn)生， D中開(kāi)始出現(xiàn)渾濁，后渾獨(dú)消失，隨后氣泡量逐漸減少，品紅溶液褪色，反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間后，C、D中的氣泡量又會(huì)明顯增加。分析以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，濃硫酸與鋅反應(yīng)先生成二氧化硫氣體，當(dāng)硫酸的濃度降低到一定程度后，可以生成氫氣。即反應(yīng)先后可能發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，分別是Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，顯然，無(wú)論生成的氣體是二氧化硫還是氫氣，氣體的物質(zhì)的量總是等于消耗鋅的物質(zhì)的量。

（1）分析實(shí)驗(yàn)裝置可知，B中應(yīng)選用乙裝置，作用是防止倒吸；C中選擇甲裝置，作用是檢驗(yàn)二氧化硫；D也是檢驗(yàn)二氧化硫的裝置；E是尾氣吸收處理裝置。幾個(gè)裝置的連接順序?yàn)椋?/span>a接3（或4）、4（或3）接b，c接1、2接d。

（2）A中產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體的化學(xué)方程式為Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2 ↑ +2H2O；二氧化硫是極性分子，四氯化碳是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可知，D、E試管中CCl4溶液的作用是防止倒吸。

（3）D中渾濁消失的離子方程式為SO2+H2O+CaSO3=Ca2++。

（4）20mL18.5mo/L的濃硫酸中含硫酸的物質(zhì)的量為0.37mol。鋅完全溶解，將反應(yīng)后的溶液稀釋到100mL，測(cè)得溶液中H+濃度為0.4mo/L，溶液中含有0.04molH+，則反應(yīng)后剩余硫酸的物質(zhì)的量為0.02mol、反應(yīng)中共消耗0.35mol硫酸。共生成標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體5.6L，氣體的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，共消耗鋅0.25mol，0.25mol鋅的質(zhì)量為16.25g。因?yàn)樯��?/span>1mol SO2消耗2mol硫酸，而生成1mol H2只消耗1mol硫酸，所以氣體與硫酸的物質(zhì)的量之差就是生成SO2的物質(zhì)的量，則n(SO2)=0.35mol-0.25mol=0.1mol，n(H2)=0.25mol-0.1mol=0.15mol，V(SO2)∶V (H2)=0.1mol∶0.15mol= 2∶3。

（5）將上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，體現(xiàn)了SO2的還原性，該反應(yīng)的離子方程式為5SO2++2H2O=+2Mn2++4H+。