Question

20．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、乙两个同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置（锌与浓硫酸加热时产生的气体为X，且该装置略去）．试回答：

（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程为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随反应进行，硫酸浓度降低，与Zn反应生成氢气．
（3）丙同学在安装好装置后，需要进行的操作是检验装置气密性．
（4）KMnO₄溶液的作用是除去二氧化硫．
（5）B中加入的试剂可能是浓硫酸，作用是吸收气体中的水分．
（6）可以证明气体X中含氢气的实验现象是：C中黑色的氧化铜变成红色的铜，D中白色无水硫酸铜变蓝．

Answer 1

分析 为了验证生成的气体中有二氧化硫和氢气，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．
（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）二氧化硫具有还原性，能与具有强氧化性的酸性KMnO₄溶液反应；
（5）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；
（6）证明气体X中含氢气，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．

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）当Zn与浓H₂SO₄ 反应时浓H₂SO₄ 浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄ 反应Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，产生H₂，
故答案为：随反应进行，硫酸浓度降低，与Zn反应生成氢气；
（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）通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，反应为5SO₂+2KMnO₄KMnO4+2H₂O═K₂SO₄ +2MnSO₄+2H₂SO₄，
故答案为：除去二氧化硫；
（5）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；吸收气体中的水分；
（6）白色硫酸铜粉末遇水变蓝，证明气体X中含氢气，需证明通过氧化铜反应生成水，现象为：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；证明生成了水，
故答案为：C中黑色的氧化铜变成红色的铜，D中白色无水硫酸铜变蓝．

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，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，题目难度中等．