Question

13．化學(xué)實(shí)驗(yàn)社的一次社團(tuán)活動(dòng)中做了鋅與濃硫酸的反應(yīng)，小明認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫，而指導(dǎo)老師胡老師指出，除二氧化硫氣體外，還可能產(chǎn)生氫氣．為了驗(yàn)證這種判斷是否正確，同學(xué)們展開了激烈的討論，饒有興趣地設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鋅與濃硫酸共熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X，且該裝置略去），試回答下列問題：

（1）生成二氧化硫的化學(xué)方程式為：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）胡老師認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是：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)可產(chǎn)生H₂
（3）同學(xué)們在安裝好裝置后，必不可少的一步操作是：檢查裝置的氣密性
（4）A中加入的試劑可能是品紅溶液，作用是檢驗(yàn)SO₂；B中加入的試劑可能是濃H₂SO₄，作用是吸收水蒸氣；E中加入的試劑可能是堿石灰，作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中．
（5）可以證明氣體X中含有氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：C中：黑色固體變成紅色，D中：白色粉末變成藍(lán)色．
如果去掉裝置B，還能否根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中有氫氣？不能（填“能”或“不能”），原因是因?yàn)榛旌蠚怏w中含H₂O，會(huì)干擾H₂的檢驗(yàn)．

Answer 1

分析 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能被金屬還原生成二氧化硫，則Zn和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋅、二氧化硫和水，發(fā)生Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃H₂SO₄ 濃度逐漸變稀，Zn與稀H₂SO₄ 反應(yīng)可產(chǎn)生H₂，A為品紅，可用于檢驗(yàn)二氧化硫，B為濃硫酸，可用于干燥氫氣，C為CuO，可檢驗(yàn)氫氣，D為無水硫酸銅，可檢驗(yàn)水的生成，E為堿石灰，可防止空氣中的水進(jìn)入，以干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以此解答該題．

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）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，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
故答案為：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)可產(chǎn)生H₂；
（3）裝置是氣體驗(yàn)證食鹽，所以需要裝置氣密性完好，實(shí)驗(yàn)開始先檢驗(yàn)裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（4）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；通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過裝置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：品紅溶液；檢驗(yàn)SO₂； 濃H₂SO₄；吸收水蒸氣；堿石灰；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中；
（5）證明生成的氣體中含有水蒸氣的現(xiàn)象，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，如果去掉裝置B，混合氣體中含H₂O，會(huì)干擾H₂的檢驗(yàn)，則不能去掉B裝置，
故答案為：黑色固體變成紅色；白色粉末變成藍(lán)色；不能；因?yàn)榛旌蠚怏w中含H₂O，會(huì)干擾H₂的檢驗(yàn)．

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，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，知道每個(gè)裝置的作用，題目難度中等．