Question

7．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中，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．为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了如图所示实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，气体发生装置略去）．试回答：

（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是在Zn与浓H₂SO₄反应过程中，H₂SO₄被消耗且有水生成，H₂SO₄浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H₂SO₄反应生成H₂
（3）丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是检验装置的气密性
（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（氧化铜）粉末变成红色（铜），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”），原因是混合气体可能含有水蒸气，会干扰氢气的检验．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫由锌和浓硫酸反应得到；
（2）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；
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，据此分析（4）（5）．

解答 解：（1）二氧化硫由锌和浓硫酸反应得到，锌和浓硫酸反应得二氧化硫、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）在Zn与浓H₂SO₄反应过程中，H₂SO₄被消耗且有水生成，H₂SO₄浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H₂SO₄反应生成H₂；  
故答案为：在Zn与浓H₂SO₄反应过程中，H₂SO₄被消耗且有水生成，H₂SO₄浓度逐渐减小，变成稀硫酸，Zn与稀H₂SO₄反应生成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：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；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（铜）；白色粉末变成蓝色；不能；混合气体可能含有水蒸气，会干扰氢气的检验．

点评 本题考查锌和硫酸的反应及产物的检验，题目难度中等，注意掌握物质的性质，根据需检验气体的性质、检验方法理解检验的先后顺序是解答的关键．