Question

15．某化学兴趣小组为了探究锌与硫酸反应的产物，选用了12mol/L的硫酸50mL与过量的锌在加热条件下反应，对硫酸的还原产物进行确定检验．
（1）提出假设．根据所学的知识，他们对硫酸的还原产物提出了三种假设：
假设1：有SO₂放出；
假设2：有H₂放出；
假设3：有SO₂与H₂两种气体．
（2）设计实验方案证明假设．小组为了证明假设3，选用了如图所示的仪器与药品，按气流由左至右的方向，仪器的接口顺序为a→f→g→d→e→b→c→h（填字母，仪器与药品可重复使用）．
（3）实验结论．通过上述实验，证明确有SO₂与H₂两种气体产生的实验现象是品红溶液褪色证明含二氧化硫气体，玻璃弯管点燃气体出现淡蓝色火焰，火焰上方罩上干燥的烧杯，内壁有水生成证明生成了氢气，请你从理论上给予合理的解释：浓硫酸具有强氧化性加热条件和锌反应生成二氧化硫气体，随反应进行，浓硫酸浓度变化为稀硫酸，和锌发生置换反应生成氢气．
（4）反应停止后，将烧瓶中的液体过滤，滤液用水稀释，加入足量的BaCl₂溶液，充分反
应后过滤，得到81.55g沉淀．则在该实验中生成的SO₂气体在标准状态下的体积是5.6L．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸和过量的锌加热反应生成二氧化硫气体，随反应进行浓硫酸变化为稀硫酸，和锌反应生成氢气，依据假设得到可能生成气体的成分；
（2）证明假设3有SO₂与H₂两种气体，先用品红溶液验证生成二氧化硫，在通过氢氧化钠溶液除去二氧化硫，通过浓硫酸干燥气体最后通过点燃检验氢气的生成；
（3）12mol/L的硫酸50mL与过量的锌在加热条件下反应，开始浓硫酸的强氧化性能氧化锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，随反应进行，浓硫酸浓度变化为稀硫酸，和锌发生置换反应生成氢气，二氧化硫使品红溶液褪色，氢气检验利用其燃烧产生蓝色火焰验证；
（4）加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤，得到81.55g沉淀为硫酸钡沉淀，计算其物质的量n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=$\frac{81.55g}{233g/mol}$=0.35mol，12mol/L的硫酸50mL中含硫酸总物质的量=12mol/L×0.050L=0.6mol，则生成二氧化硫的硫酸为0.6，mol-0.35mol=0.25mol，据此计算二氧化硫气体体积；

解答 解：（1）浓硫酸和过量的锌加热反应生成二氧化硫气体，随反应进行浓硫酸变化为稀硫酸，和锌反应生成氢气，依据假设得到可能生成气体的成分，硫酸的还原产物提出了三种假设为：假设1：有二氧化硫气体放出，假设2：有氢气放出，假设3：有SO₂与H₂两种气体，
故答案为：有SO₂放出；有H₂放出；
（2）证明假设3有SO₂与H₂两种气体，先用品红溶液验证生成二氧化硫，在通过氢氧化钠溶液除去二氧化硫，通过浓硫酸干燥气体最后通过点燃检验氢气的生成，装置按气流由左至右的方向，仪器的接口顺序为a→f→g→d→e→b→c→h，
故答案为：f→g→d→e→b→c→h；
（3）12mol/L的硫酸50mL与过量的锌在加热条件下反应，开始浓硫酸的强氧化性能氧化锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，随反应进行，浓硫酸浓度变化为稀硫酸，和锌发生置换反应生成氢气，通过上述实验，证明确有SO₂与H₂两种气体产生的实验现象是：品红溶液褪色证明含二氧化硫气体，玻璃弯管点燃气体出现淡蓝色火焰，火焰上方罩上干燥的烧杯，内壁有水证明生成了氢气，
故答案为：品红溶液褪色证明含二氧化硫气体，玻璃弯管点燃气体出现淡蓝色火焰，火焰上方罩上干燥的烧杯，内壁有水证明生成了氢气；浓硫酸具有强氧化性加热条件和锌反应生成二氧化硫气体，随反应进行，浓硫酸浓度变化为稀硫酸，和锌发生置换反应生成氢气；
（4）反应停止后，将烧瓶中的液体过滤，滤液用水稀释，加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤，得到81.55g沉淀为硫酸钡沉淀，计算其物质的量n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=$\frac{81.55g}{233g/mol}$=0.35mol，12mol/L的硫酸50mL中含硫酸总物质的量=12mol/L×0.050L=0.6mol，则生成二氧化硫的硫酸为0.6，mol-0.35mol=0.25mol，据此计算标准状况下二氧化硫气体体积=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案为：5.6；

点评 本题考查了化学反应错误的实验探究和实验验证，主要是仪器连接、反应现象和生成气体的检验方法，掌握实验基础和物质性质是解题关键，题目难度中等．