Question

某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：

（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为__。

（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是__。

（3）丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是__。

（4）A中加入的试剂可能是__，作用是__；B中加入的试剂可能是__，作用是__；E中加入的试剂可能是__，作用是__。

（5）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：

C中：__，

D中：__。

如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？__(填“能”或“不能”)，原因是_。

Answer

Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 当Zn与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4反应可产生H2 检验装置的气密性 品红溶液 检验SO2 浓H2SO4 吸收水蒸气 碱石灰 防止空气中水蒸气进入D中 黑色变成红色 白色粉末变成蓝色 不能 因为混合气体中含H2O会干扰H2的检验

【解析】

本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行两种推测，而后设计装置进行验证；设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成；验证SO2可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。

（1）锌和浓硫酸反应是二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O；

（2）反应时浓H2SO4 浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4 反应可产生H2，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

（3）装置是气体验证实验，所以需要装置气密性完好，实验开始先检验装置的气密性；

（4）分析装置图可知，生成的气体中有二氧化硫和氢气，所以装置A是验证二氧化硫存在的装置，选品红溶液进行验证；通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气，利用氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响D装置中水的检验，装置E中需要用碱石灰；

（5）证明生成的气体中含有水蒸气的现象，C装置中黑色氧化铜变为红色铜，D装置中白色硫酸铜变为蓝色；混合气体中含H2O会干扰H2的检验，所以如果去掉装置B，就不能根据D中的现象判断气体X中有氢气。