某研究型学习小组的同学在用浓硫酸测定废锌片中锌的纯度时.没有将浓硫酸稀释直接处理废锌片发现产生的气体具有刺激性气味(废锌片中其它杂质不与硫酸反应).这种现象引起同学们的思考和研究．[提出猜想]对产生的气体进行猜想:猜想1:只有H2,猜想2:只有SO2,猜想3:可能是H2和SO2H2和SO2．小华认为不需做实验根据已有知识就可知道猜想1是错误的.他的依据� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某研究型学习小组的同学在用浓硫酸测定废锌片中锌的纯度时，没有将浓硫酸稀释直接处理废锌片发现产生的气体具有刺激性气味（废锌片中其它杂质不与硫酸反应），这种现象引起同学们的思考和研究．

【提出猜想】对产生的气体进行猜想：
猜想1：只有H₂；
猜想2：只有SO₂；
猜想3：可能是

H₂和SO₂

．
小华认为不需做实验根据已有知识就可知道猜想1是错误的，他的依据是

氢气没有刺激性气味

．
【资料】①浓硫酸有强氧化性，其与活泼金属反应不生成氢气，②SO₂能使品红溶液褪色
【实验方案】研究性学习小组的同学设计如图所示的装置进行研究（夹持仪器已省略，假设装置中的反应都进行完全）．
根据实验现象小组得到共同结论是猜想3成立．
（1）他们的实验现象是

A中品红溶液褪色C中黑色固体变成红色

，装置B中浓硫酸的作用是

干燥进入C中的气体

；
（2）小华对实验结果产生疑问：
你认为小华产生疑问的依据是

浓硫酸有强氧化性，其与活泼金属反应不生成氢气

，你认为猜想3成立可能原因是：

反应过程中消耗硫酸，浓硫酸逐渐变成稀硫酸

．
【拓展应用】
（1）稀硫酸与锌反应能产生氢气（Zn+H₂SO₄=ZnS0₄+H₂↑），而浓硫酸与锌反应开始时不产生氢气（Zn+（浓）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2

H₂O

），由此可知反应物相同，但

浓度

不同生成物也不同．
（2）取废锌片8g（废锌片中其它杂质不与硫酸反应）加入足量浓硫酸至固体质量不再减少为止，过滤，将滤液蒸干共得晶体16.1g，此废锌片的纯度是

81.25%

．
（3）如果用浓硫酸来直接测定废锌片中锌的纯度时，尾气必须处理，可将尾气通入足量的石灰水里其反应方程式是

Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃↓+H₂O

．

分析：【提出猜想】根据元素守恒即反应前后元素种类不变，再从题意中提取有用信息，如同时产生两种无色气体，其中一种气体具有刺激性气味；【实验方案】（1）根据氢气的还原性和二氧化硫溶于水生成酸来解答；浓硫酸具有吸水性考虑；（2）根据查阅资料中内容考虑；根据硫酸参加反应后变稀考虑；【拓展应用】（1）根据反应前后各种原子的种类和数目不变考虑；（2）根据硫酸锌的质量计算出锌的质量，再除以废锌片的质量；（3）根据方程式的写法考虑．

解答：解：【提出猜想】反应前后元素种类不变，锌与硫酸反应生成的气体有三种猜想：猜想1：可能是H₂；猜想2：可能是SO₂；猜想3：可能是H₂、SO₂的混合物；由于氢气不具有刺激性气味，所以猜想1是错误的；
【实验方案】（1）猜想3是既有二氧化硫，又有氢气，由资料可知SO₂能使品红溶液褪色，氢气具有还原性，能与黑色的氧化铜反应生成红色的铜；浓硫酸具有吸水性，可以做干燥剂，所以浓硫酸可以干燥进入C中的气体；
（2）由资料可知浓硫酸有强氧化性，其与活泼金属反应不生成氢气，所以会产生疑问；反应过程中消耗硫酸，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，所以会有氢气生成；
【拓展应用】（1）反应前后各种原子的种类和数目不变，生成物中缺少4个氢原子和2个氧原子，因为化学式前面的计量数是2，所以化学式是H₂O；由两个方程式对比可知，反应物浓度不同生成物就不同；
（2）设生成16.1g硫酸锌需要参加反应的锌的质量为X则：
Zn+（浓）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2H₂O
65 161
X 16.1g
根据

161

16.1g

解得X=6.5g，所以废锌片的纯度是：

6.5g

×100%=81.25%；
（3）石灰水吸收二氧化硫的反应物是氢氧化钙和二氧化硫，生成物是亚硫酸钙和水，已经配平了．
故答案为：【提出猜想】H₂和SO₂，氢气没有刺激性气味；（1）【实验方案】A中品红溶液褪色C中黑色固体变成红色；干燥进入C中的气体；（2）浓硫酸有强氧化性，其与活泼金属反应不生成氢气；反应过程中消耗硫酸，浓硫酸逐渐变成稀硫酸；【思维拓展】（1）H₂O，浓度；（2）81.25%；（3）Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃↓+H₂O．

点评：本题属于探究性实验题，可以从题干给出的内容，提取有用的信息：氢气具有还原性，二氧化硫能使品红溶液褪色分析归纳从而得出合理的答案，要利用起题目中所提供的资料．