Question

【問題情景】化學老師給同學們說，不能用金屬與濃硫酸反應來制取氫氣，可是某實驗小組的同學在一次實驗中將鋅粒加入到濃硫酸中發現有大量的氣泡放出，他們對氣體的成分進行了探究．
【提出猜想】從物質組成元素的角度來看，放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂．
【查閱資料】SO₂有刺激性氣味，易溶于水，能使品紅（一種有機色素呈紅色）溶液褪色，能與NaOH反應生成Na₂SO₃．
【方案設計】實驗小組的同學設計了如下一些方案．
（1）甲同學認為是SO₂，其檢驗方法是______；
（2）乙同學認為是O₂，則檢驗方法是______；
（3）丙同學認為是H₂，則可將氣體通過盛灼熱CuO的硬質玻璃管，若出現現象______證明是H₂．
【問題研究】經充分論證，確認所得氣體含有SO₂和H₂．
（4）寫出Zn與濃H₂SO₄反應生成SO₂的方程式______；
（5）產生H₂的原因是（方程式結合文字說明）______；
（6）要用過量鋅與濃H₂SO₄反應后的混合物制取ZnSO₄固體，需要進行的操作是______，其中要用到的玻璃儀器有______；
（7）有兩種方案可制得ZnSO₄，甲 Zn與濃H₂SO₄反應；乙 Zn和稀H₂SO₄反應．要制得等量的ZnSO₄，______方案更好，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據信息提供的二氧化硫的性質設計方案；
（2）根據氧氣能使帶火星的木條復燃設計；
（3）根據氫氣的還原性分析；
（4）根據信息按照書寫化學方程式的步驟書寫；
（5）根據氫氣的產生來自鋅和稀硫酸，可推測隨著反應的進行，濃硫酸逐漸變稀的緣故；
（6）根據難溶性固體和液體分離要用過濾的方法，可溶性固體和液體的分離用蒸發的方法回答；
（7）根據方程式的關系式及產物特征等進行分析．
解答：解：（1）因為二氧化硫能使品紅溶液褪色，故檢驗二氧化硫的方法是：將氣體通入品紅溶液中，看能否使品紅褪色；
（2）檢驗氧氣的方法是：伸入帶火星的木條看是否能夠復燃；
（3）氫氣具有還原性，能使氧化銅還原成銅，故看到的現象是；黑色粉末變成紅色；
（4）Zn與濃H₂SO₄反應生成硫酸鋅、二氧化硫和水，反應的方程式為：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（5）因為鋅能與稀硫酸反應生成氫氣，從鋅和濃硫酸反應的方程式可以看出有水的生成，且溶質逐漸被消耗，溶液會逐漸變稀，故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，隨著硫酸的消耗和水的生成，硫酸變稀，這時就會發生鋅與稀硫酸反應能生成氫氣；
（6）過量的鋅經反應后混合物中含有難溶性的鋅和可溶性的硫酸鋅，故需要通過過濾操作，而要得到硫酸鋅固體，則需要再經過蒸發操作，故需要的玻璃儀器有；漏斗、玻璃棒、燒杯；
（7）根據鋅和濃硫酸及稀硫酸反應的方程式可以看出要得到等量的硫酸鋅需要濃硫酸是稀硫酸的2倍，且濃硫酸反應后會產生二氧化硫污染空氣，濃硫酸具有強腐蝕性，使用時比較危險等，故方案已更好，理由是：節約藥品（或無污染、安全等）
故答案為：（1）將氣體通入品紅溶液中，看能否使品紅褪色；（2）伸入帶火星的木條看是否能夠復燃； （3）黑色粉末變成紅色；（4）Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；（5）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，隨著硫酸的消耗和水的生成，硫酸變稀，這時就會發生鋅與稀硫酸反應能生成氫氣；（6）漏斗、玻璃棒、燒杯；（7）節約藥品（或無污染、安全等）．
點評：此題是對硫酸相關知識的考查，解題的關鍵是根據題中提供的信息結合已有的知識對溶液的稀釋以及濃硫酸與鋅粒的反應進行分析，屬常規性基礎拓展考查題，考查學生的知識遷移運用能力．