Question

5．為探究足量鋅與18.4mol•L^-1濃硫酸的反應(yīng)，某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
[實(shí)驗(yàn)I]反應(yīng)生成物成分的定性探究
取65.0g鋅粒與98%的濃H₂SO₄（ρ=1.84g•mL^-1）110m充分反應(yīng)，鋅全部溶解，對(duì)于制得的氣體，有同學(xué)認(rèn)為可能混有雜質(zhì)．
（1）研究小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是：H₂（填分子式）．產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H₂：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑（用化學(xué)方程式加以說(shuō)明）
（2）為證實(shí)相關(guān)分析，該化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，組裝了如圖1裝置，對(duì)所制了的氣體進(jìn)行探究．

①裝置C中加入的試劑是：NaOH溶液；裝置D中加入的試劑是：濃硫酸．
②裝置F中加入的試劑是：無(wú)水硫酸銅；U型管G的作用為：防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)．
③有同學(xué)認(rèn)為A、B間應(yīng)增加圖1中的甲裝置，該裝置的作用為：防止倒吸．
[實(shí)驗(yàn)II]硫酸濃度與生成氣體成分的定量探究
為了定量測(cè)定濃硫酸具有強(qiáng)氧化性的最低濃度，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為：取18.4mol•L^-1濃硫酸aml與足量的鋅于圖2中A中反應(yīng)，將生成的氣體通入某溶液并測(cè)定生成沉淀的質(zhì)量．
（1）A中產(chǎn)生的氣體應(yīng)通入圖2中的丙（填“乙”或“丙”）裝置．
（2）有同學(xué)認(rèn)為要減小實(shí)驗(yàn)誤差，需要增加一個(gè)將反應(yīng)生成的SO₂全部排出的操作．但也有同學(xué)認(rèn)為沒(méi)有必要，其理由是：后產(chǎn)生的氫氣會(huì)將其二氧化硫全部排入丙中．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)Ⅰ、取65.0g鋅粒與98%的濃H₂SO₄（ρ=1.84g•mL^-1）110m充分反應(yīng)，鋅全部溶解，對(duì)于制得的氣體可能生成二氧化硫和氫氣；
（1）足量鋅與18.4mol•L^-1濃硫酸的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變稀后，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；
（2）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(xiàn)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)；A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置是安全裝置防止倒吸的作用；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ、（1）A產(chǎn)生的氣體為二氧化硫和氫氣，通入某溶液并測(cè) 定生成沉淀的質(zhì)量，需要和二氧化碳反應(yīng)生成沉淀，乙不與二氧化硫反應(yīng)，丙和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀；
（2）鋅過(guò)量，隨反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸濃度減小變?yōu)橄×蛩岷蠛弯\反應(yīng)生成的氣體為氫氣，可以利用氫氣把二氧化硫全部排出；

解答 解：實(shí)驗(yàn)I、（1）隨著硫酸濃度降低，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，所以化學(xué)小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是氫氣，
故答案為：H₂；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H₂：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）①C裝置是除去二氧化硫，可以用氫氧化鈉（或KMnO₄）等堿液吸收；D裝置是濃硫酸，吸水干燥作用，
故答案為：NaOH溶液；濃硫酸；
②F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)，
故答案為：無(wú)水硫酸銅，防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)；
③A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置是安全裝置防止倒吸的作用，故答案為：防止倒吸；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ、為了定量測(cè)定濃硫酸具有強(qiáng)氧化性的最低濃度，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為：取18.4mol•L^-1濃硫酸aml與足量的鋅于A中反應(yīng)，將生成的氣體通入某溶液并測(cè)定生成沉淀的質(zhì)量，
（1）A產(chǎn)生的氣體為二氧化硫和氫氣，通入某溶液并測(cè) 定生成沉淀的質(zhì)量，需要和二氧化碳反應(yīng)生成沉淀，乙不與二氧化硫反應(yīng)，丙和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀，
故答案為：丙；
（2）鋅過(guò)量，隨反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸濃度減小變?yōu)橄×蛩岷蠛弯\反應(yīng)生成的氣體為氫氣，可以利用氫氣把二氧化硫全部排出，不需要增加裝置將反應(yīng)生成的SO₂全部排出的操作，
故答案為：后產(chǎn)生的氫氣會(huì)將其二氧化硫全部排入丙中．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，過(guò)量鋅和濃硫酸反應(yīng)生成的氣體是二氧化硫和氫氣是分析關(guān)鍵，題目難度中等．