Question

【题目】某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气．为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了如图1所示实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，气体发生装置略去）．试回答：
（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为 ．
（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是 ．
（3）A中加入的试剂可能是 ， 作用是；B中加入的试剂可能是 ， 作用是；
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中： ， D中： ．
（5）II．该小组同学将收集的SO2气体通入0.1molL﹣1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2 ， 该小组提出了如下假设： 假设一：溶液中的NO3﹣
假设二：溶液中溶解的O2
该小组设计实验验证了假设一，
请在下表空白处填写相关实验现象

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体		假设一成立
实验2：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体

（6）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线如图2，实验1中溶液pH变小的原因是V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示） ．

Answer 1

【答案】
（1）Zn+2H2SO4（浓） ?ZnSO4+SO2↑+2H2O
（2）在Zn与浓H2SO4反应过程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H2SO4反应生成H2
（3）品红溶液；检验SO2；浓H2SO4；吸收水蒸气
（4）黑色（CuO）粉末变成红色（Cu）；白色粉末变成蓝色
（5）无现象；白色沉淀生成
（6）SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亚硫酸显酸性，故pH值减小；3SO2+2H2O+2NO3﹣ ?2NO+4H++3SO42﹣；
【解析】解：（1）二氧化硫由锌和浓硫酸反应得到，锌和浓硫酸反应得二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为：Zn+2H2SO4（浓） ZnSO4+SO2↑+2H2O； 所以答案是：Zn+2H2SO4（浓） ZnSO4+SO2↑+2H2O；（2）在Zn与浓H2SO4反应过程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H2SO4反应生成H2；
所以答案是：在Zn与浓H2SO4反应过程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H2SO4反应生成H2； （3）分析装置图可知，生成的气体中有二氧化硫和氢气，所以装置A是验证二氧化硫存在的装置，选品红溶液进行验证；通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气；
所以答案是：品红溶液；检验SO2；浓H2SO4；吸收水蒸气；（4）证明生成的气体中含有水蒸气的现象，C装置中黑色氧化铜变为红色铜，D装置中白色硫酸铜变为蓝色；
所以答案是：黑色（氧化铜）粉末变成红色（铜）；白色粉末变成蓝色；（5）因盐酸的酸性大于亚硫酸，则二氧化硫与氯化钡不反应，则实验1中无现象；
Ba（NO3）2溶液中缓慢通入纯净的SO2气体，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，则实验2中生成白色沉淀，假设一成立，
所以答案是：

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含O2的25mL0.1molL﹣1BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	无现象	假设一成立
实验2：在盛有不含O2的25mL0.1molL﹣1Ba（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体	白色沉淀生成

;（6）实验1中溶液pH变小的原因是SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亚硫酸显酸性，故pH值减小；实验2中溶液pH小于实验1的原因是3SO2+2H2O+2NO3﹣=2NO+4H++3SO42﹣ ，
所以答案是：SO2溶于水后生成H2SO3 ， 亚硫酸显酸性，故pH值减小；3SO2+2H2O+2NO3﹣ 2NO+4H++3SO42﹣ ．