Question

（12分）不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO₂，也可被还原为H₂。为了验证这一事实，某同学拟用如图所示装置进行实验（实验时压强为101 kPa，温度为0 ℃）。

（1）若在烧瓶中放入0.65 g锌粒，与c mol·L^－1的H₂SO₄反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规格是                 。

A．200 mL            B．300 mL               C．400 mL

（2）若0.65g锌粒完全溶解，装置Ⅲ 增重0.64 g，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为

                                                    ；

（3）若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g，量气管中收集到V mL气体，则有：a g÷65 g·mol^－1×2＝b g÷64 g·mol^－1×2+V mL÷22400 mL·mol^－1×2，该等式依据的原理是                            ；

（4）若在烧瓶中投入10g锌，加入一定量的18 mol·L^－1浓硫酸10 mL，充分反应后锌有剩余，测得装置Ⅲ 增重3.2 g，则整个实验过程产生的气体中，m(SO₂)/m(H₂)=     ；若撤走装置Ⅱ中盛有无水氯化钙的U形管，m(SO₂) / m(H₂)的数值将        （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

Answer

（1）B （2）Zn＋2H2SO4(浓) =ZnSO4＋SO2↑＋2H2O

（3）转移电子守恒 （4）20：1 偏大

【解析】

试题分析：（1）为保证实验结论的可靠，

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

1mol 22.4L

0.448L

0.448L=448mL，故选500mL的量筒；

（2）氢氧化钠是碱，能吸收酸性气体，氢氧化钠洗气瓶增重说明有酸性气体生成，当锌和硫酸反应时，锌作还原剂，硫酸作氧化剂，被还原为二氧化硫，由（1）计算可知，1.30g锌和硫酸反应若只生成二氧化硫，共生成0.02mol，质量为0.02mol×64g/mol=1.28g，和氢氧化钠增重吻合，故发生反应的化学方程式为：Zn+2H2SO4（浓） ZnSO4+SO2↑+2H2O；（3）根据氧化还原反应中得失电子数相等列出式子．若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g，量气瓶中收集到Vml气体，则依据化学反应方程式：Zn+2H2SO4（浓） ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，由电子守恒列式计算有：=+，得到，答案为：得失电子守恒；（4）若在烧瓶中投入10 g锌，加入一定量的18 mol/L 浓硫酸10mL，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重3.2g，则SO2的物质的量为=0.05mol，

Zn+2H2SO4（浓） ZnSO4+SO2↑+2H2O

2mol 1mol

0.1mol 0.05mol

生成二氧化硫需要的硫酸为0.1mol；

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

1mol 1mol

18mol/L×0.01L-0.1mol nmol

则n=0.08mol，所以=；若撤走装置Ⅱ中盛有无水氯化钙的U形管，则III中氢氧化钠增加的质量偏大，即二氧化硫的质量偏大，所以偏大。

考点：考查性质实验方案的设计。