Question

某校化学兴趣小组同学取锌粒与浓H₂SO₄充分反应制取SO₂气体，待锌粒全部溶解后，同学们准备用收集到的气体(X)准备做实验，但是老师说收集到的气体(X)可能含有杂质。

(1)该化学兴趣小组制得的气体(X)中混有的主要杂质气体可能是____________(填化学式)，写出此过程所发生的2个化学反应方程式：                               。

(2) 一定质量的Zn与87.5mL  16.0mol/L浓硫酸充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了78g，产生SO₂体积(标准状况下)＝              L。

(3)为证实相关分析，该小组的同学设计了如下图所示的实验装置，对此气体(X)取样进行认真研究(遇有气体吸收过程，可视为全吸收)。

①酸性KMnO₄溶液的作用是______________；B中添加的试剂是_____________。

②装置C中所装药品为________________，可证实气体X中混有较多量某杂质气体的实验现象是_________________________。

(4)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(   )

选项	a物质	b物质	c收集的气体	d中的物质
A	浓氨水	NaOH	NH3	H2O
B	浓硫酸	Na2SO3	SO2	澄清石灰水
C	稀硝酸	Cu	NO2	H2O
D	浓盐酸	KMnO4	Cl2	NaOH溶液

Answer

(1)H2；Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

(2)4.48L；

(3)①除去SO2；浓硫酸；②CuO；C中的黑色粉末变为红色，D中的白色固体变为蓝色(答案合理即可)；

(4)D；

【解析】

试题分析：(1)随着硫酸浓度降低，稀硫酸与锌反应生成氢气，所以化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是氢气，反应生成二氧化硫和氢气的方程式为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故答案为：H2；Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

(2)一定质量的Zn与87.5mL 16.0mol/L的H2SO4的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了78g，则参加反应Zn的物质的量为=1.2mol，H2SO4的物质的量为0.0875L×16mol/L=1.4mol，由于锌过量，硫酸完全反应，设与浓硫酸反应的Zn为xmol，与稀硫酸反应的Zn为ymol，则：

Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O

x 2x x

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

y y y

由题意可知：x+y＝1.2，2x+y＝1.4，解得x=0.2 y=1.0，

产生SO2体积(标准状况下)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案为：4.48；

(3)①气体(X)中可能含有二氧化硫和氢气，酸性KMnO4溶液可以吸收二氧化硫气体，将氢气通入加热的硬质玻璃管前需要干燥，因此B中添加的试剂是浓硫酸，故答案为：除去SO2；浓硫酸；

②氢气含有氧化铜或氧化铁能够说出水，在用无水硫酸铜可以检验说出的水，如果气体X中混有较多量某杂质气体(氢气)，则无水硫酸铜变蓝色，故答案为：CuO；C中的黑色粉末变为红色，D中的白色固体变为蓝色；

(4)A、氨气的密度比空气密度小，应该采用向下排空气法收集，装置c中的导管应该改为短进长出，故A错误；B、浓硫酸可以与亚硫酸反应，生成二氧化硫，SO2气体的密度比空气大，能使用向上排空气法，SO2气体有毒，应用氢氧化钠吸收，防止污染，故B错误；C、铜与稀硝酸反应生成产物为一氧化氮，无法达到二氧化氮，一氧化氮、二氧化氮的尾气吸收不能使用水，故C错误；D、用KMnO4和浓盐酸可在常温下制取氯气，氯气的密度比空气大，能使用向上排空气法，氯气用氢氧化钠溶液吸收，故D正确；故选D；

考点：考查了二氧化硫的制备和性质等相关知识。