Question

某化学兴趣小组用如图装置进行“市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件选择”的探究：当B中的化学反应趋于平稳后，每间隔一分钟收集一次氢气．不同条件下，每分钟收集到氢气的体积如下表：

实验序号	硫酸浓度	饱和硫酸铜溶液体积/mL	反应达到平稳的时间/min	第1分钟收集氢气体积/mL	第2分钟收集氢气体积/mL	第3分钟收集氢气体积/mL	…
1	20%	0	5.4	6.1	11.9	13.7	…
2	20%	0.5	2.5	23.9	32.1	33.5	…
3	30%	0.5	1.1	60.7	89.9	90.1	…
4	a%	3.0	0.8	55.7	66.0	61.4	…

请回答：
（1）关闭K₂、打开K₁，观察到

 

，说明B反应达到平稳．
（2）实验l、2是对比探究实验，分析上表，说明该对比探究实验的目的是

 

．
（3）细口瓶C的容积为V（mL），为了使加入的锌（质量bg）不浪费，在C中还留有

2

5

的水时，则V=

 

[与b的代数关系式，气体摩尔体积是Vm（mL?mol^-1）]．
（4）实验4是研究饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，a值应为

 

（填选项）．
A． 20    B．30    C．27    D． 40
（5）分析上表，市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件应该选择实验

 

（填实验序号）．
（6）从实验后的废液中回收皓矾（ZnSO₄?7H₂O）所需的实验操作步骤是

 

、蒸发浓缩、

 

、过滤、洗涤、凉干．
（7）查资料得知：Cu⁺+Cl^-═CuCl↓．
湿法冶锌工艺中，硫酸锌溶液中常含有少量的氯离子，往其中加硫酸铜溶液和金属锌，可除去氯离子，其离子反应方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）关闭K₂、打开K₁，锌和硫酸反应生成氢气，可在A中观察到有气泡出现；
（2）实验1、2的不同在于实验1没有滴加硫酸铜，而实验2滴加硫酸铜；
（3）根据方程式计算；
（4）实验4是研究饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，硫酸浓度应相同，根据生成氢气的体积判断；
（5）实验3反应速率最大；应选择反应速率最大的条件；
（6）反应后的废液中往往含有不溶解的物质，故先过滤，除去不溶物，然后蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤、洗涤、晾干即得皓矾；
（7）由反应物和生成物可写出反应的离子方程式．

解答：解：（1）装置B中硫酸与锌反应制备氢气，关闭K₂，打开K₁，则生成的氢气进入装置A中，当烧杯中逸出的气泡均匀时表明B生成氢气的反应达到平稳，故答案为：A中冒出均匀（或连续）的气泡；
（2）实验l、2是对比探究实验，由表中数据可知，实验1、2的不同在于实验1没有滴加硫酸铜，而实验2滴加硫酸铜，二者反应的速率不同，可用于比较硫酸铜溶液对反应呢速率的影响，故答案为：滴加0.5 mL的饱和硫酸铜溶液对生成氢气速率的影响；
（3）Zn与硫酸反应制备氢气的化学方程式中，Zn和H₂的计量系数相同，则物质的量相同，故

bg

65g/mol

=

V× 3 5

Vm

，即V=

bVm

39

=0.0256bV_m，故答案为：

bVm

39

或0.0256bV_m；
（4）对比实验2、实验3和实验4的第1分钟、第2分钟、第3分钟收集的气体，相同时间内实验4收集的气体比实验2多，但比实验3少，为了测定饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，需要固定硫酸的浓度，该硫酸浓度应为30%，故答案为：B；
（5）实验3反应速率最大，故应该选择实验3的条件，故答案为：3；
（6）反应后的废液中往往含有不溶解的物质，故先过滤，除去不溶物，然后蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤、洗涤、晾干即得皓矾，故答案为：过滤；冷却结晶；
 （7）由反应物和生成物可写出反应的离子方程式为Zn+2Cu²⁺+2Cl^-=2CuCl↓+Zn²⁺，故答案为：Zn+2Cu²⁺+2Cl^-=2CuCl↓+Zn²⁺．

点评：本题考查实验探究，侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查，注意把握表中数据，能正确把握题给信息，难度不大．