Question

3．某課外活動小組探究鋅與濃硫酸的反應．甲組同學認為產生的氣體只有二氧化硫，而乙組同學認為產生的氣體主要有二氧化硫，還可能有氫氣，為此他們設計了下圖裝置進行實驗驗證（鋅與濃硫酸共熱一段時間后產生的氣體為 X，且該裝置略去）．請根據乙組同學設計的實驗裝置回答下列問題：

（1）在組裝好實驗裝置后，必不可少的一步操作是檢查裝置的氣密性．
（2）A 中加入的試劑是品紅溶液，作用是檢驗SO₂氣體．
（3）足量酸性 KMnO₄ 溶液的作用是除去X氣體中的SO₂氣體．
（4）B 中加入的試劑是濃硫酸，C 中加入的試劑是CuO（或Fe₂O₃）．
（5）如果氣體 X 中含有氫氣，則 D 中的實驗現象為D中白色固體變為藍色．
（6）裝置 E 中固體物質的作用是防止空氣中水進入D．

Answer 1

分析 為了驗證生成的氣體中有二氧化硫和氫氣，裝置A是驗證二氧化硫存在的裝置，選品紅溶液進行驗證；通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣，利用氫氣和氧化銅反應生成銅和水蒸氣，所以利用裝置D中 的無水硫酸銅檢驗水的生成，為避免空氣中的水蒸氣影響D裝置中水的檢驗，裝置E中需要用堿石灰．
（1）裝置是氣體驗證試驗，所以需要裝置氣密性完好；
（2）二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，所以可以用品紅溶液檢驗二氧化硫；
（3）二氧化硫具有還原性，能與具有強氧化性的酸性KMnO₄溶液反應；
（4）濃硫酸具有吸水性；氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物，同時生成水；
（5）氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，從而檢驗氫氣；
（6）空氣中含有水蒸氣，以防止干擾實驗，堿石灰干燥管防止空氣中的水蒸氣進入裝置D．

解答 解：（1）裝置是氣體生成和氣體反應的實驗，所以需要裝置氣密性完好，必不可少的一步操作是實驗開始先檢驗裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，所以可以用品紅溶液檢驗二氧化硫，
故答案為：品紅溶液； 檢驗SO₂氣體；
（3）通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，反應為5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄ +2MnSO₄+2H₂SO₄，
故答案為：除去 X氣體中的SO₂氣體；
（4）水溶液中含有水蒸氣，影響氫氣檢驗，為防止水蒸氣干擾，用濃硫酸干燥氣體，所以C中盛放濃硫酸，目的是吸收水蒸氣，氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物生成金屬單質同時生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，所以C中試劑是 CuO（或Fe₂O₃），
故答案為：濃H₂SO₄； CuO（或Fe₂O₃）；
（5）氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，根據元素守恒知，氣體X中含有氫氣，看到的現象是：C中黑色固體變為紅色，D中白色固體變為藍色，故答案為：D中白色固體變為藍色；
（6）空氣中含有水蒸氣，干擾氫氣的檢驗，所以E中盛放堿石灰，目的是吸收水蒸氣，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣進入D裝置．

點評 本題考查鋅和濃硫酸的反應產物的探究檢驗、氧化還原反應有關計算，題目難度中等，關鍵是理解氣體檢驗原理，注意利用物質性質和反應現象分析判斷物質的存在，題目難度中等．