Question

12．大庆市某中学化学兴趣小组利用以下装置制备氢气，并验证氢气的性质，按要求回答以下问题：
（1）化学实验现有质量分数为98%的浓硫酸，需配制245g质量分数10%的稀硫酸，配置步骤如下：
①计算：所需质量分数98%的浓硫酸25g；②量取；③稀释
量取和稀释浓硫酸所用的玻璃仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒，
简要描述浓硫酸的稀释方法稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌．
（2）该兴趣小组制备氢气的原理为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑（化学方程式）．
（3）装置B的作用除去氢气中混有的水蒸气．
（4）下列有关实验操作或现象描述不正确的是D
A．实验开始时，应先通入氢气，然后再点燃C处酒精灯
B．点燃C处酒精灯后，D处硫酸铜固体自由白色逐渐变为蓝色
C．E处酒精灯的作用是点燃未反应的氢气
D．实验结束时，应先停止通入氢气，然后熄灭C处酒精灯
（5）实验结束后，发现部分氧化铜粉末未被还原，已知反应前氧化铜质量为a克，反应结束后混合固体质量为b克，则被氢气还原的氧化铜的质量为5（a-b）g．

Answer 1

分析 （1）根据溶液稀释与配制的过程来分析；
（2）根据实验室制取氢气的原理以及化学方程式的写法来分析解答；
（3）根据实验前需要对氢气进行干燥来分析；
（4）根据实验中的注意事项以及实验现象来分析解答；
（5）分析反应的特点可以知道，反应前后固体质量差为氧化铜在反应中失去氧元素的质量，由氧元素质量可计算被还原的氧化铜质量．

解答 解：（1）①溶液稀释前后溶质的质量不变，设需要98%的浓硫酸的质量为x，则
98%x=245g×10%
x=25g
故填：25；
②量取时需要量筒和胶头滴管，溶解时需要烧杯与玻璃棒；故填：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒；
③稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散；一定不能把水注入浓硫酸中，这是因为浓硫酸的密度比水大，如果添加顺序颠倒，那么水会浮在水面上，又由于浓硫酸溶于水放出大量的热，能使水沸腾，容易造成酸液飞溅．
故填：稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌；
（2）在实验室中常用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气，同时生成硫酸锌；故填：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（3）要验证氢气的性质，就需要实现对氢气进行干燥，所以装置B中的浓硫酸对氢气起到了干燥的作用；故填：除去氢气中混有的水蒸气；
（4）A．实验开始时，应先通入氢气，然后再点燃C处酒精灯，目的是排净装置内的氢气，以防加热时发生爆炸，故正确；
B．点燃C处酒精灯后，氢气与氧化铜反应生成铜和水，所以D处硫酸铜固体由白色逐渐变为蓝色，故正确；
C．E处酒精灯的作用是点燃未反应的氢气，故正确；
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯，然后继续通入氢气直到玻璃管冷却，以防高温生成的铜被重新氧化，故错误．
故选D；
（5）设被还原的氧化铜的质量为x，则
CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O         固体质量减少
 80               64                （80-64）=16
 x                                     （ag-bg）
$\frac{80}{16}=\frac{x}{（a-b）g}$
x=5（a-b）g
故填：5（a-b）g．

点评 本题主要考查了硫酸的稀释、氢气的制取、氢气的性质，解题时要掌握氢气还原氧化铜的实验原理和实验中的一些注意事项，属常规型实验考查题．