Question

13．某同學(xué)取65.0g鋅粒與98%的濃硫酸（密度為1.84g/ml）110ml反應(yīng)，充分反應(yīng)后，認(rèn)為氣體只有SO₂，有另外的同學(xué)卻認(rèn)為所得到的SO₂氣體中可能混有雜質(zhì)氣體．
（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算，反應(yīng)后鋅有無(wú)剩余無(wú)（填“有”或“無(wú)”）
（2）此同學(xué)制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是H₂（填分子式）．產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H₂：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑若要制取純凈的SO₂，應(yīng)用濃硫酸與Cu（填一種單質(zhì)）或Na₂SO₃（填一種化合物）反應(yīng)．
（3）為證實(shí)以上分析，另一位同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，組裝了如圖裝置，對(duì)所制取的氣體進(jìn)行探究．

①裝置B中加入的試劑NaOH溶液，作用是除去混合氣體中的SO₂
②裝置D加入的試劑濃硫酸，裝置F加入的試劑無(wú)水硫酸銅
③可證實(shí)一定量的鋅粒和一定量的濃硫酸反應(yīng)后生成的氣體中混有某雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置E中玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色
④U形管G的作用為防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）65.0g鋅粒物質(zhì)的量n（Zn）=$\frac{65.0g}{65g/mol}$=1mol，與98%的濃硫酸（密度為1.84g/ml）110ml反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)硫酸物質(zhì)的量n（H₂SO₄）=$\frac{110ml×1.84g/ml×98%}{98g/mol}$=2.024mol，鋅和濃硫酸反應(yīng)Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，依據(jù)定量關(guān)系分析，稀硫酸和鋅也會(huì)發(fā)生反應(yīng)；
（2）隨著硫酸濃度降低，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；實(shí)驗(yàn)室利用濃硫酸和銅單質(zhì)加熱或亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體；
（3）A是制取氣體的裝置，制備的氣體中有二氧化硫、氫氣、水蒸汽，B裝置是除去二氧化硫，可以用氫氧化鈉等堿液吸收；C裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，D裝置是濃硫酸，吸水干燥作用；E裝置是用還原性氣體還原氧化銅，F(xiàn)裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成；G是防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)．

解答 解：（1）65.0g鋅粒物質(zhì)的量n（Zn）=$\frac{65.0g}{65g/mol}$=1mol，與98%的濃硫酸（密度為1.84g/ml）110ml反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)硫酸物質(zhì)的量n（H₂SO₄）=$\frac{110ml×1.84g/ml×98%}{98g/mol}$=2.024mol，鋅和濃硫酸反應(yīng)Zn+2H₂SO₄=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，硫酸剩余0.024mol，濃硫酸隨反應(yīng)進(jìn)行變化為稀硫酸也會(huì)和鋅反應(yīng)反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，所以鋅無(wú)剩余，
故答案為：無(wú)；
（2）隨著硫酸濃度降低，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，所以化學(xué)小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是氫氣，
故答案為：H₂；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，致使鋅與稀硫酸反應(yīng)生成H₂：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）①B裝置是除去二氧化硫，可以用氫氧化鈉等堿液吸收，故答案為：NaOH溶液；除去混合氣體中的SO₂；
②D裝置是濃硫酸，吸水干燥作用，F(xiàn)裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成，故答案為：濃硫酸；無(wú)水硫酸銅；
③E裝置是用還原性氣體還原氧化銅，F(xiàn)裝置無(wú)水硫酸銅，檢驗(yàn)是否有水生成，只要黑色變紅色，無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，就證明是氫氣，
故答案為：裝置E中玻璃管中黑色CuO粉末變紅色，干燥管F中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色；
④G是防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)，
故答案為：防止空氣中H₂O進(jìn)入干燥管而影響雜質(zhì)氣體的檢驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)驗(yàn)探究題，既有氣體的制取又有氣體的除雜和氣體的吸收，還有氣體的檢驗(yàn)，綜合性比較強(qiáng)，難度中等．