Question

【題目】某課外活動小組的同學，在實驗室做鋅與濃硫酸反應的實驗中，甲同學認為產生的氣體是二氧化硫，而乙同學認為除二氧化硫氣體外，還可能產生氫氣。為了驗證哪位同學的判斷正確，丙同學設計了如圖所示實驗裝置(鋅與濃硫酸共熱時產生的氣體為X，氣體發(fā)生裝置略去)。試回答：

（1）上述反應中生成二氧化硫的化學方程式為___________________。

（2）乙同學認為還可能產生氫氣的理由是______________。

（3）A中加入的試劑可能是________，作用是________；B中加入的試劑可能是_________ ，作用是________；

（4）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象是：C中：________，D中：__________。

II.該小組同學將收集的SO2氣體通入0.1mol/L的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設：

假設一：溶液中的NO3-

假設二：溶液中溶解的O2

該小組設計實驗驗證了假設一，

（5）請在下表空白處填寫相關實驗現(xiàn)象

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結論
實驗1：在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	___________________	假設一成立
實驗2:在盛有不含O2的 25ml0.1mol/LLBa(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體	___________________

（6）為深入研究該反應，該小組還測得上述兩個實驗中溶液的pH隨通入SO2體積的變化曲線如圖，實驗1中溶液pH變小的原因是（用離子方程式表示）___________________。

Answer 1

【答案】 Zn+2H2SO4(濃) ZnSO4+SO2+2H2O 當Zn與濃硫酸反應時，濃硫酸濃度逐漸變小，Zn與稀硫酸反應可產生H2 品紅溶液 檢驗SO2 濃硫酸 吸收水蒸氣 黑色（CuO）粉末變成紅色（Cu） 白色粉末變成藍色 無現(xiàn)象 白色沉淀生成 SO2溶于水后生成H2SO3，亞硫酸顯酸性，故pH值減小 3SO2+2H2O+2NO3-4H++3SO42-+2NO

【解析】（1）鋅和濃硫酸反應是二氧化硫、硫酸鋅和水，反應的化學方程式為：Zn+2H2SO4(濃) ZnSO4+SO2↑+2H2O；（2）當Zn與濃硫酸反應時，濃硫酸濃度逐漸變小，Zn與稀硫酸反應可產生H2。（3）二氧化硫具有漂白性，通常用品紅溶液檢驗二氧化硫的存在，因此A中加入的試劑可能是品紅溶液，作用是檢驗SO2；氫氣還原氧化銅時需要干燥的氫氣，則B中加入的試劑可能是濃硫酸，作用是吸收水蒸氣；（4）氫氣具有還原性能夠還原氧化銅，所以若有氫氣則C裝置中黑色氧化銅變?yōu)榧t色銅，D裝置中白色硫酸銅變?yōu)樗{色；（5）根據(jù)強酸制取弱酸的原理，亞硫酸是弱酸不能制備鹽酸，故實驗1無現(xiàn)象；二氧化硫溶于水后生成H2SO3，亞硫酸電離出氫離子，H+、NO3-結合生成具有強氧化性的HNO3，硝酸將亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子，從而生成硫酸鋇沉淀；（6）實驗1中，二氧化硫溶于水后生成H2SO3，亞硫酸電離出氫離子：H2SO32H++SO32-，所以溶液的pH減小；實驗2發(fā)生反應：3SO2+2H2O+2NO3-=2NO+4H++3SO42-，反應中生成了強酸硫酸，所以pH減小。