Question

【題目】某課外活動小組的同學，在實驗室做鋅與濃硫酸反應的實驗中，甲同學認為產生的氣體是二氧化硫，而乙同學認為除二氧化硫氣體外，還可能產生氫氣．為了驗證哪位同學的判斷正確，丙同學設計了如圖1所示實驗裝置（鋅與濃硫酸共熱時產生的氣體為X，氣體發生裝置略去）．試回答：
（1）上述反應中生成二氧化硫的化學方程式為 ．
（2）乙同學認為還可能產生氫氣的理由是 ．
（3）A中加入的試劑可能是 ， 作用是；B中加入的試劑可能是 ， 作用是；
（4）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現象是：C中： ， D中： ．
（5）II．該小組同學將收集的SO2氣體通入0.1molL﹣1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2 ， 該小組提出了如下假設： 假設一：溶液中的NO3﹣
假設二：溶液中溶解的O2
該小組設計實驗驗證了假設一，
請在下表空白處填寫相關實驗現象

實驗步驟	實驗現象	結論
實驗1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體		假設一成立
實驗2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體

（6）為深入研究該反應，該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如圖2，實驗1中溶液pH變小的原因是V1時，實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是（用離子方程式表示） ．

Answer 1

【答案】
（1）Zn+2H2SO4（濃） ?ZnSO4+SO2↑+2H2O
（2）在Zn與濃H2SO4反應過程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4濃度逐漸減小，變成稀硫酸，Zn與稀H2SO4反應生成H2
（3）品紅溶液；檢驗SO2；濃H2SO4；吸收水蒸氣
（4）黑色（CuO）粉末變成紅色（Cu）；白色粉末變成藍色
（5）無現象；白色沉淀生成
（6）SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亞硫酸顯酸性，故pH值減小；3SO2+2H2O+2NO3﹣ ?2NO+4H++3SO42﹣；
【解析】解：（1）二氧化硫由鋅和濃硫酸反應得到，鋅和濃硫酸反應得二氧化硫、硫酸鋅和水，反應的化學方程式為：Zn+2H2SO4（濃） ZnSO4+SO2↑+2H2O； 所以答案是：Zn+2H2SO4（濃） ZnSO4+SO2↑+2H2O；（2）在Zn與濃H2SO4反應過程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4濃度逐漸減小，變成稀硫酸，Zn與稀H2SO4反應生成H2；
所以答案是：在Zn與濃H2SO4反應過程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4濃度逐漸減小，變成稀硫酸，Zn與稀H2SO4反應生成H2； （3）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是驗證二氧化硫存在的裝置，選品紅溶液進行驗證；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；
所以答案是：品紅溶液；檢驗SO2；濃H2SO4；吸收水蒸氣；（4）證明生成的氣體中含有水蒸氣的現象，C裝置中黑色氧化銅變為紅色銅，D裝置中白色硫酸銅變為藍色；
所以答案是：黑色（氧化銅）粉末變成紅色（銅）；白色粉末變成藍色；（5）因鹽酸的酸性大于亞硫酸，則二氧化硫與氯化鋇不反應，則實驗1中無現象；
Ba（NO3）2溶液中緩慢通入純凈的SO2氣體，發生氧化還原反應生成硫酸鋇沉淀，則實驗2中生成白色沉淀，假設一成立，
所以答案是：

實驗步驟	實驗現象	結論
實驗1：在盛有不含O2的25mL0.1molL﹣1BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	無現象	假設一成立
實驗2：在盛有不含O2的25mL0.1molL﹣1Ba（NO3）2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	白色沉淀生成

;（6）實驗1中溶液pH變小的原因是SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亞硫酸顯酸性，故pH值減小；實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是3SO2+2H2O+2NO3﹣=2NO+4H++3SO42﹣ ，
所以答案是：SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亞硫酸顯酸性，故pH值減小；3SO2+2H2O+2NO3﹣ 2NO+4H++3SO42﹣ ．