Question

（15分）不同濃度的硫酸與鋅反應(yīng)時，硫酸可以被還原為SO2，也可被還原為H2。為了驗(yàn)證這一事實(shí)，某同學(xué)擬用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)時壓強(qiáng)為101 kPa，溫度為0 ℃）。

（1）若在燒瓶中放入0.65 g鋅粒，與c mol·L－1的H2SO4反應(yīng)，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠，量氣管的適宜規(guī)格是 。

A．200 mL B．300 mL C．400 mL

（2）若0.65g鋅粒完全溶解，裝置Ⅲ 增重0.64 g，則圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；

（3）若燒瓶中投入a g鋅且完全反應(yīng)，氫氧化鈉洗氣瓶增重b g，量氣管中收集到V mL氣體，則有：a g÷65 g·mol－1×2＝b g÷64 g·mol－1×2+V mL÷22400 mL·mol－1×2，該等式依據(jù)的原理是 ；

（4）若在燒瓶中投入10g鋅，加入一定量的18 mol·L－1濃硫酸10 mL，充分反應(yīng)后鋅有剩余，測得裝置Ⅲ 增重3.2 g，則整個實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的氣體中，m(SO2)/m(H2)= ；若撤走裝置Ⅱ中盛有無水氯化鈣的U形管，m(SO2) / m(H2)的數(shù)值將 （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

 

Answer 1

（1）B （3分） （2）Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O（3分）

（3）轉(zhuǎn)移電子守恒 （3分） （4）20：1 （3分） 偏大（3分）

【解析】

試題分析：（1）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑

1mol 22.4L

0.65g÷65g/mol V

解得V＝0.224L＝224ml，故選B。

（2）氫氧化鈉是堿，能吸收酸性氣體，氫氧化鈉洗氣瓶增重說明有酸性氣體生成，當(dāng)鋅和硫酸反應(yīng)時，鋅作還原劑，硫酸作氧化劑，被還原為二氧化硫，Zn+2H2SO4（濃）＝ZnSO4+SO2↑+2H2O；

（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等列出式子；

（4）增加的質(zhì)量是SO2的質(zhì)量，物質(zhì)的量是3.2g÷64g/mol＝0.05mol，濃硫酸的物質(zhì)的量是0.18mol則

Zn+2H2SO4（濃）＝ZnSO4+SO2↑+2H2O

2mol 1mol

0.1mol 0.05mol

所以與鋅反應(yīng)的稀硫酸反應(yīng)的物質(zhì)的量是0.08mol

剩余鋅的質(zhì)量是10g－0.05mol×65g/mol＝6.75g

其物質(zhì)的量是6.75g÷65g/mol＝0.1mol

所以鋅過量，則產(chǎn)生的氫氣是0.08mol

因此整個實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的氣體中，m(SO2)/m(H2)＝0.05×64：0.08×2＝20：1

若撤走盛有無水氯化鈣的U型管，混合氣體中的水蒸氣進(jìn)入氫氧化鈉溶液，導(dǎo)致洗氣瓶增重量增大，所以計(jì)算時二氧化硫的物質(zhì)的量增大，掌握m(SO2) / m(H2)的數(shù)值將偏大。

考點(diǎn)：考查鋅與濃硫酸反應(yīng)的有關(guān)判斷與計(jì)算