Question

13．化学实验社的一次社团活动中做了锌与浓硫酸的反应，小明认为产生的气体是二氧化硫，而指导老师胡老师指出，除二氧化硫气体外，还可能产生氢气．为了验证这种判断是否正确，同学们展开了激烈的讨论，饶有兴趣地设计如图所示实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去），试回答下列问题：

（1）生成二氧化硫的化学方程式为：Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）胡老师认为还可能产生氢气的理由是：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）同学们在安装好装置后，必不可少的一步操作是：检查装置的气密性
（4）A中加入的试剂可能是品红溶液，作用是检验SO₂；B中加入的试剂可能是浓H₂SO₄，作用是吸收水蒸气；E中加入的试剂可能是碱石灰，作用是防止空气中的水蒸气进入D中．
（5）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中：黑色固体变成红色，D中：白色粉末变成蓝色．
如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？不能（填“能”或“不能”），原因是因为混合气体中含H₂O，会干扰H₂的检验．

Answer 1

分析 浓硫酸具有强氧化性，能被金属还原生成二氧化硫，则Zn和浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，发生Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
随着反应的进行，浓H₂SO₄ 浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄ 反应可产生H₂，A为品红，可用于检验二氧化硫，B为浓硫酸，可用于干燥氢气，C为CuO，可检验氢气，D为无水硫酸铜，可检验水的生成，E为碱石灰，可防止空气中的水进入，以干扰实验现象，以此解答该题．

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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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，反应的化学方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+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）装置是气体验证食盐，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：品红溶液；检验SO₂； 浓H₂SO₄；吸收水蒸气；碱石灰；防止空气中的水蒸气进入D中；
（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，如果去掉装置B，混合气体中含H₂O，会干扰H₂的检验，则不能去掉B装置，
故答案为：黑色固体变成红色；白色粉末变成蓝色；不能；因为混合气体中含H₂O，会干扰H₂的检验．

点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生实验基本操作、物质的性质、物质的检验等知识点，同时还考查学生思维的严密性，明确实验原理是解本题关键，知道每个装置的作用，题目难度中等．