Question

13．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時，有同學認為產生的氣體除SO₂外，還可能產生氫氣．該同學為了驗證他的判斷是否正確，設計了如圖所示的實驗裝置，其中，裝置B中盛有濃硫酸，裝置C中放置黑色CuO粉末，裝置D中放置的是無水硫酸銅粉末（鋅與濃硫酸共熱時產生的氣體為X，且該裝置略去）．試回答：

（1）A中加入的試劑可能是品紅溶液，作用是檢驗氣體X中是否含有SO₂；E中加入的試劑是堿石灰，作用是防止空氣中的水蒸氣進入D中，干擾檢驗；裝置A、B之間的酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去氣體X中的SO₂；
（2）該同學認為還可能產生氫氣的理由是鋅與濃硫酸反應時，濃硫酸逐漸變稀，鋅與稀硫酸反應可生成氫氣；
（3）上述反應中生成二氧化硫的化學方程式為Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）如果去掉裝置B，還能否根據D中的現象判斷氣體X中有氫氣？不能（填“能”或“不能”）原因是：因為混合氣體中可能含有H₂O會干擾H₂的檢驗．
（5）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現象是：
C中黑色粉末（CuO）變成紅色光亮的物質，
D中白色粉末變成藍色晶體．

Answer 1

分析 為了驗證生成的氣體中有二氧化硫和氫氣，裝置A是驗證二氧化硫存在的裝置，選品紅溶液進行驗證；通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣，利用氫氣和氧化銅反應生成銅和水蒸氣，所以利用裝置D中 的無水硫酸銅檢驗水的生成，為避免空氣中的水蒸氣影響D裝置中水的檢驗，裝置E中需要用堿石灰，以此解答該題．

解答 解：（1）A裝置的作用是檢驗二氧化硫的存在，二氧化硫能漂白品紅，所以通過品紅溶液褪色檢驗SO₂的存在，現象是品紅褪色；堿石灰的主要成分為氧化鈣和氫氧化鈉，能吸收水和二氧化碳，為防止空氣中的水蒸氣進入D中；A、B裝置之間的酸性高錳酸鉀溶液用于除去氣體X中的二氧化硫氣體，
故答案為：品紅溶液；檢驗氣體X中是否含有SO₂；防止空氣中的水蒸氣進入D中，干擾檢驗；除去氣體X中的SO₂；
（2）當Zn與濃H₂SO₄ 反應時濃H₂SO₄ 濃度逐漸變稀，Zn與稀H₂SO₄ 反應Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，產生H₂，
故答案為：鋅與濃硫酸反應時，濃硫酸逐漸變稀，鋅與稀硫酸反應可生成氫氣；
（3）硫酸具有強氧化性，金屬鋅具有還原性，Zn與濃H₂SO₄反應生成硫酸鋅、二氧化硫和水，反應的方程式為：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Zn+2H₂SO₄ （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）鋅和硫酸反應生成的氣體中必含有水，如果去掉裝置B，因為混合氣體中含有的H₂O會干擾H₂的檢驗，
故答案為：不能；因為混合氣體中可能含有H₂O會干擾H₂的檢驗；
（5）為了檢驗氫氣的存在，氫氣與氧化銅在加熱條件下反應生成銅和水，該反應的化學方程式為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O黑色CuO變成紅色的Cu，需用無水硫酸銅檢驗氫氣被氧化的產物水，水和無水硫酸銅反應生成藍色的五水合硫酸銅，所以可以證明氣體X中含有H₂的實驗現象是C中黑色CuO變成紅色的Cu；D中白色粉末變成藍色，
故答案為：黑色粉末（CuO）變成紅色光亮的物質；白色粉末變成藍色晶體．

點評 本題考查物質的性質實驗，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的性質，根據需檢驗氣體的性質、檢驗方法理解檢驗的先后順序是解答的關鍵．