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
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
【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
(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
【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
(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
(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
【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
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
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
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
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
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
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
H2O
),由此可知反应物相同,但浓度
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%
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
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
=
解得X=6.5g,所以废锌片的纯度是:
×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.
【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
| 65 |
| 161 |
| X |
| 16.1g |
| 6.5g |
| 8g |
(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.
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