题目内容

【问题情景】化学老师给同学们说，不能用金属与浓硫酸反应来制取氢气，可是某实验小组的同学在一次实验中将锌粒加入到浓硫酸中发现有大量的气泡放出，他们对气体的成分进行了探究．
【提出猜想】从物质组成元素的角度来看，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂．
【查阅资料】SO₂有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种有机色素呈红色）溶液褪色，能与NaOH反应生成Na₂SO₃．
【方案设计】实验小组的同学设计了如下一些方案．
（1）甲同学认为是SO₂，其检验方法是；
（2）乙同学认为是O₂，则检验方法是；
（3）丙同学认为是H₂，则可将气体通过盛灼热CuO的硬质玻璃管，若出现现象证明是H₂．
【问题研究】经充分论证，确认所得气体含有SO₂和H₂．
（4）写出Zn与浓H₂SO₄反应生成SO₂的方程式；
（5）产生H₂的原因是（方程式结合文字说明）；
（6）要用过量锌与浓H₂SO₄反应后的混合物制取ZnSO₄固体，需要进行的操作是，其中要用到的玻璃仪器有；
（7）有两种方案可制得ZnSO₄，甲 Zn与浓H₂SO₄反应；乙 Zn和稀H₂SO₄反应．要制得等量的ZnSO₄，方案更好，理由是__．

解：（1）因为二氧化硫能使品红溶液褪色，故检验二氧化硫的方法是：将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色；
（2）检验氧气的方法是：伸入带火星的木条看是否能够复燃；
（3）氢气具有还原性，能使氧化铜还原成铜，故看到的现象是；黑色粉末变成红色；
（4）Zn与浓H₂SO₄反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，反应的方程式为：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（5）因为锌能与稀硫酸反应生成氢气，从锌和浓硫酸反应的方程式可以看出有水的生成，且溶质逐渐被消耗，溶液会逐渐变稀，故答案为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，随着硫酸的消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；
（6）过量的锌经反应后混合物中含有难溶性的锌和可溶性的硫酸锌，故需要通过过滤操作，而要得到硫酸锌固体，则需要再经过蒸发操作，故需要的玻璃仪器有；漏斗、玻璃棒、烧杯；
（7）根据锌和浓硫酸及稀硫酸反应的方程式可以看出要得到等量的硫酸锌需要浓硫酸是稀硫酸的2倍，且浓硫酸反应后会产生二氧化硫污染空气，浓硫酸具有强腐蚀性，使用时比较危险等，故方案已更好，理由是：节约药品（或无污染、安全等）
故答案为：（1）将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色；（2）伸入带火星的木条看是否能够复燃；（3）黑色粉末变成红色；（4）Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；（5）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，随着硫酸的消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；（6）漏斗、玻璃棒、烧杯；（7）节约药品（或无污染、安全等）．
分析：（1）根据信息提供的二氧化硫的性质设计方案；
（2）根据氧气能使带火星的木条复燃设计；
（3）根据氢气的还原性分析；
（4）根据信息按照书写化学方程式的步骤书写；
（5）根据氢气的产生来自锌和稀硫酸，可推测随着反应的进行，浓硫酸逐渐变稀的缘故；
（6）根据难溶性固体和液体分离要用过滤的方法，可溶性固体和液体的分离用蒸发的方法回答；
（7）根据方程式的关系式及产物特征等进行分析．
点评：此题是对硫酸相关知识的考查，解题的关键是根据题中提供的信息结合已有的知识对溶液的稀释以及浓硫酸与锌粒的反应进行分析，属常规性基础拓展考查题，考查学生的知识迁移运用能力．

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