Question

【題目】某學習小組想用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，他們按照如圖所示操作對濃硫酸進行稀釋。某同學提出鋅和濃硫酸是否也能產生氫氣呢？于是他將少量濃硫酸加入到盛有鋅粒的試管中，發現生成的氣體具有刺激性氣味。同學們對產生的氣體很感興趣，于是進行了探究。

（猜想與假設）

氣體是：①H2 ②SO2 ③H2和SO2

同學們經過討論，便直接否定了猜想①，原因是_______

（查閱資料）

(1)濃硫酸具有強氧化性，它與一些金屬單質反應會產生二氧化硫氣體

(2)二氧化硫能使紅色品紅溶液褪色

(3)氫氣具有還原性

（進行實驗）

（解釋與結論）

(1)同學們稀釋濃硫酸時，玻璃棒的作用是_______。

(2)寫出鋅與稀硫酸反應的化學方程式_______。

(3)裝置中氫氧化鈉濃溶液的作用是_______。

(4)通過此實驗，同學們證明了猜想③正確，請寫出他們依據的實驗現象_____。

（反思與評價）

經過討論，小組中某個同學認為上述實驗有不妥之處，他將上述實驗進行改進，將足量鋅粒換成少量鋅粒，重復實驗，得出猜想②正確。

(5)補全鋅和濃硫酸反應的化學方程式：Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+______

(6)請解釋第一次實驗中得到氫氣的原因________

Answer 1

【答案】氫氣沒有刺激性氣味 攪拌散熱 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 吸收二氧化硫 B中品紅褪色，E中黑色固體變成紅色，右側導管口有無色液滴 2H2O 隨著濃硫酸的消耗和水的生成，硫酸濃度變低，遇足量的鋅產生氫氣

【解析】

猜想與假設：同學們經過討論，便直接否定了猜想①，原因是：氫氣是無色無味的氣體，而產生的氣體有刺激性氣味；

解釋與結論：

(1)同學們稀釋濃硫酸時，玻璃棒的作用是：攪拌、散熱，防止液體飛濺；

(2)鋅與稀硫酸反應產生硫酸鋅和氫氣的化學方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

(3)裝置中氫氧化鈉濃溶液顯堿性，能與二氧化硫有毒氣體反應生成亞硫酸鈉和水，作用是：吸收二氧化硫氣體；

(4)通過此實驗，同學們證明了猜想③正確，氣體中同時含氫氣和二氧化硫，二氧化硫能使紅色品紅溶液褪色，所以B中品紅褪色，氫氣具有還原性，且燃燒產生水，所以裝置E中黑色固體變成紅色，右側導管口有無色液滴。

(5)該反應符合質量守恒定律：反應物比生成物多4個氫原子和2個氧原子，鋅與濃硫酸反應產生硫酸鋅、二氧化硫和水的化學方程式：Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。

(6)第一次實驗中得到氫氣的原因：隨著濃硫酸的消耗和水的生成，硫酸濃度逐漸變低（相當于稀硫酸），稀硫酸遇足量的鋅產生氫氣。