Question

一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时，有SO₂和H₂生成。某校化学研究性学习小组分别从定性和定量两方面对此作了研究。

定性实验：按图组装好实验装置，微热试管A，观察实验现象。反应开始后，观察到A试管中Zn与浓硫酸反应，C、D、E中有气泡产生，随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失。反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答下列问题：

(1)从甲、乙装置选择合适的填入B、C中，并进行正确连接，a接        、        接b，c接        、        接d；D、E两支试管中CCl₄的作用是        。

(2)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为        ；反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是      。

(3)一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时，有H₂生成的理由是        ；实验过程中，浓硫酸表现强氧化性的反应方程式是              。D中浑浊消失的离子反应方程式是                。

定量实验：某化学实验研究性学习小组设计了以下实验，以定量测定反应中生成的SO₂和H₂的体积之比。

取A试管中充分反应后的溶液2 mL(假设反应前后溶液的体积不变)，配制成100 mL溶液。然后取稀释液20.00 mL滴加BaCl₂溶液使沉淀完全，过滤、洗涤、干燥沉淀，称量所得沉淀为1.4 g。

(4)完成定量实验部分所需的玻璃仪器有：滴管、玻璃棒、烧杯、量筒、干燥器、        、        、        、        、        等(可填满，也可以空缺)。

(5)计算反应中生成的SO₂和H₂的体积之比：        。

Answer

见解析

【解析】(1)B中应该选择乙，是一个安全装置，a接3或4；C中应该选择甲，c接2；由于SO2难溶于CCl4，所以D、E中CCl4的作用是防倒吸。(2)浓硫酸强氧化性表现在反应中被还原。微热试管时装置中残留的空气首先被排出，能观察到有气泡冒出的现象，当空气排尽后反应开始，生成的气体使品红溶液褪色，说明硫酸被还原成SO2；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加，说明生成的不再是SO2，而是H2。(3)生成H2的原因是：反应一段时间后，硫酸浓度减小，变成稀硫酸，稀硫酸具有酸的通性。浓硫酸表现强氧化性的反应是：Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，D中浑浊消失的离子反应方程式为：CaSO3＋SO2＋H2O=Ca2＋＋2HSO3-。(4)配制溶液还需要100 mL的容量瓶，取20.00 mL稀释液要用25 mL的酸式滴定管(或移液管)，过滤需要普通漏斗。(5)硫酸表现强氧化性时，其反应为：Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，反应中表现酸性的硫酸和表现强氧化性的硫酸的物质的量之比为1∶1，如果设反应的硫酸总量为a mol，反应后溶液中剩余的硫酸根离子为b mol，则结合硫酸变稀后的反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，可以求得反应中生成的SO2和H2的体积之比为：V(SO2)∶V(H2)＝(a－b)∶(2b－a)，根据题目提供的数据可得V(SO2)∶V(H2)＝2∶7。