Question

【題目】某學習小組對濃硫酸與金屬鋅的反應進行探究。首先按圖組裝好實驗裝置，然后取20mL18.5mo/L的濃硫酸與一定量Zn反應，微熱試管A，實驗過程中先觀察到C、D中均有氣泡產生，D中開始出現渾濁，后渾獨消失，隨后氣泡量逐漸減少，品紅溶液褪色，反應較長時間后，C、D中的氣泡量又會明顯增加。試回答:

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

（2）A中產生能使品紅溶液褪色的氣體的化學方程式為__________________；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(標準狀況)，將反應后的溶液稀釋到100mL，測得溶液中H+濃度為0.4mo/L，則反應共消耗鋅____g，生成氣體的成分及體積之比為_______。

（5）將上述實驗中產生的SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，體現了SO2的___(填“氧化性”“還原性”或“漂白性”),請寫出反應的離子方程式____________________。

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，微熱試管A，實驗過程中先觀察到C、D中均有氣泡產生， D中開始出現渾濁，后渾獨消失，隨后氣泡量逐漸減少，品紅溶液褪色，反應較長時間后，C、D中的氣泡量又會明顯增加。分析以上實驗現象可知，濃硫酸與鋅反應先生成二氧化硫氣體，當硫酸的濃度降低到一定程度后，可以生成氫氣。即反應先后可能發生了兩個反應，分別是Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，顯然，無論生成的氣體是二氧化硫還是氫氣，氣體的物質的量總是等于消耗鋅的物質的量。

（1）分析實驗裝置可知，B中應選用乙裝置，作用是防止倒吸；C中選擇甲裝置，作用是檢驗二氧化硫；D也是檢驗二氧化硫的裝置；E是尾氣吸收處理裝置。幾個裝置的連接順序為：a接3（或4）、4（或3）接b，c接1、2接d。

（2）A中產生能使品紅溶液褪色的氣體的化學方程式為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的量為0.37mol。鋅完全溶解，將反應后的溶液稀釋到100mL，測得溶液中H+濃度為0.4mo/L，溶液中含有0.04molH+，則反應后剩余硫酸的物質的量為0.02mol、反應中共消耗0.35mol硫酸。共生成標準狀況的氣體5.6L，氣體的物質的量為0.25mol，根據反應方程式可知，共消耗鋅0.25mol，0.25mol鋅的質量為16.25g。因為生成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的量之差就是生成SO2的物質的量，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）將上述實驗中產生的SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，體現了SO2的還原性，該反應的離子方程式為5SO2++2H2O=+2Mn2++4H+。