Question

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时，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．为了验证甲、乙两同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示的实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该反应装置已略去）：
试回答：
（1）上述实验中生成二氧化硫气体的化学反应方程式为

 

．
（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是

 

．
（3）丙同学在安装好装置后，必不可少的一步操作

 

．
（4）B中加入的试剂是

 

，其作用是

 

．
（5）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中

 

，D中

 

．如果撤去装置B，是否还能根据D中的现象判断气体X中含有氢气？答：

 

．

Answer 1

考点：浓硫酸的性质实验,性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）锌和浓硫酸反应是二氧化硫、硫酸锌和水；
（2）反应时浓H₂SO₄ 浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄ 反应可产生H₂；
（3）装置是气体验证试验，所以需要装置气密性完好；
（4）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，利用氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中 的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响D装置中水的检验，装置E中需要用碱石灰；
（5）证明生成的气体中含有水蒸气的现象是，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；混合气体通过酸性高锰酸钾溶液时带出水蒸气，若撤掉装置B不干燥气体，则不能证明水的来源，干扰氢气的检验．

解答： 解：（1）锌和浓硫酸反应是二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn+2H₂SO₄（浓）

△   .

ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Zn+2H₂SO₄（浓）

△   .

ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）反应时浓H₂SO₄ 浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄ 反应可产生H₂；
故答案为：当Zn与浓H₂SO₄ 反应时浓H₂SO₄ 浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄ 反应可产生H₂；
（3）装置是气体验证试验，所以需要装置气密性完好，实验开始先检验装置的气密性，
故答案为：检查装置的气密性；
4）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，利用氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中 的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响D装置中水的检验，装置E中需要用碱石灰，
故答案为：浓H₂SO₄；吸收水蒸气；
（5）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；混合气体通过酸性高锰酸钾溶液时带出水蒸气，若撤掉装置B不干燥气体，则不能证明水的来源，干扰后续实验中氢气的检验，
故答案为：黑色氧化铜粉末变成红色；无水硫酸铜粉末变为蓝色；不能，混合气体通过酸性高锰酸钾溶液时带出水蒸气，干扰后续实验中氢气的检验．

点评：本题考查了浓硫酸与金属反应产物的实验验证方法和试剂选择，反应现象和物质性质是解题关键，题目难度中等．