Question

（17分）I.為探究SO₂的性質(zhì)，需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下11．2 LSO₂氣體�；瘜W(xué)小組同學(xué)依據(jù)化學(xué)方程式Zn+ 2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O計(jì)算后，取32.5g鋅粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸（密度）  60mL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）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            （填分子式）。產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是                             （用化學(xué)方程式和必要的文字加以說(shuō)明）
（2）為證實(shí)相關(guān)分析，化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，組裝了如下裝置，對(duì)所制取的氣體進(jìn)行探究。

①置B中加入的試劑         ，裝置C中品紅溶液的作用是                     。
②裝置D加入的試劑         ，裝置F加入的試劑                     。
③可證實(shí)一定量的鋅粒和一定量的濃硫酸反應(yīng)后生成的氣體中混有某雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是                                                                              。
④U型管G加入的試劑         ，作用為                                       .
II．工業(yè)上可采用電化學(xué)法利用H₂S廢氣制取氫氣，該法制氫過(guò)程的示意圖所示，回答下列問(wèn)題：

（1）產(chǎn)生反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                  。
（2）反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池，電解時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為                         。
（3）若電解池中生成5. 6 L H₂(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則理論上在反應(yīng)池中可生成S沉淀的物質(zhì)的量為___________ mol。

Answer 1

I.（1）H₂（1分）；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分）
（2）①NaOH溶液（或KMnO₄，其它合理答案也給分，1分）
證明SO₂已被完全除盡。（1分）
②濃硫酸（1分） 無(wú)水硫酸銅（1分）
③裝置E中玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色（2分）
④堿石灰（1分）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分）
II. （1）H₂S + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + S↓ + 2HCl（2分）
（2）2Fe²⁺ — 2e^- 2Fe³⁺ （2分）   
（3）0.25（2分）

試題分析：I.（1）Zn的物質(zhì)的量為0.5mol，濃硫酸中含H₂SO₄為1.84g/mL×60mL×98%÷98g/mol="1.1mol," 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，當(dāng)硫酸變?yōu)橄×蛩釙r(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Zn+H₂SO₄===ZnSO₄+H₂↑，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H₂。
（2）①為了防止SO₂對(duì)H₂檢驗(yàn)的干擾，裝置B中應(yīng)加入吸收SO₂的試劑，NaOH溶液或KMnO₄溶液等；裝置C中品紅溶液的作用是證明SO₂已被完全除盡。
②H₂還原CuO生成H₂O，為了避免原氣體中水分的干擾，裝置D加入的試劑為濃硫酸；F的作用是檢驗(yàn)氣體與CuO反應(yīng)生成了H₂O，所以加入的試劑為無(wú)水硫酸銅。
③H₂還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：裝置E中玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色。
④為防止外界空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體氫氣的檢驗(yàn)，裝置G中應(yīng)加入堿石灰。
II. （1）根據(jù)示意圖，反應(yīng)池加入的FeCl₃與H₂S為反應(yīng)物，生成了S，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，所以化學(xué)方程式為：H₂S + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + S↓ + 2HCl
（2）反應(yīng)后的溶液FeCl₂和HCl進(jìn)入溶液，生成H₂的電極為陰極，所以陽(yáng)極上失去電子的離子為Fe²⁺，所以陽(yáng)極反應(yīng)式為：2Fe²⁺ — 2e^- 2Fe³⁺
（3）根據(jù)電解池中電子守恒和反應(yīng)池的化學(xué)方程式可得關(guān)系式：S ~ 2Fe²⁺ ~ H₂，所以n(S)=n(H₂)=5.6L÷22.4L/mol=0.25mol。