Question

【題目】不同濃度的硫酸與鋅反應時，硫酸可以被還原為SO2，也可被還原為H2。為了驗證這一事實，某同學擬用如圖所示裝置進行實驗（實驗時壓強為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，為保證實驗結論的可靠，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)生反應的化學方程式為______；

（3）若燒瓶中投入a g鋅且完全反應，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，充分反應后鋅有剩余，測得裝置Ⅲ 增重3.2 g，則整個實驗過程產生的氣體中，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

【答案】 B Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 轉移電子守恒 20：1 偏大

【解析】試題分析：（1）根據(jù)電子守恒，0.65 g鋅粒與H2SO4反應最多生成氣體0.01mol，標準狀況下體積是224mL。（2）若0.65g鋅粒完全溶解，生成氣體的總物質的量是0.01mol，裝置Ⅲ 氫氧化鈉能吸收二氧化硫，裝置Ⅲ增重0.64 g，說明反應生成二氧化硫0.64g，則二氧化硫的物質的量= ，說明反應只生成二氧化硫氣體。

（3）若燒瓶中投入a g鋅且完全反應，氫氧化鈉洗氣瓶增重b g，量氣管中收集到V mL氣體，根據(jù)轉移電子守恒有：a g÷65 g·mol－1×2＝b g÷64 g·mol－1×2+V mL÷22400 mL·mol－1×2。

（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，充分反應后鋅有剩余，測得裝置Ⅲ 增重3.2 g，生成二氧化硫的物質的量=，根據(jù)Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，該反應消耗硫酸0.1mol，整個實驗過程消耗硫酸18 mol·L－1×0.01L=0.18mol，則發(fā)生Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑消耗硫酸為0.08mol，生成氫氣0.08mol。若撤走裝置Ⅱ中盛有無水氯化鈣的U形管，氫氧化鈉吸收裝置Ⅰ中揮發(fā)的水，造成m(SO2)質量偏大；

解析：（1）根據(jù)電子守恒，0.65 g鋅粒與H2SO4反應最多生成氣體0.01mol，標準狀況下體積是224mL，為保證實驗結論的可靠，量氣管的適宜規(guī)格是300 mL。

（2）0.65g鋅粒完全溶解，生成氣體的總物質的量是0.01mol，裝置Ⅲ 氫氧化鈉能吸收二氧化硫，裝置Ⅲ增重0.64 g，說明反應生成二氧化硫0.64g，則二氧化硫的物質的量= ，說明反應只生成二氧化硫氣體，反應方程式為Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。

（3）若燒瓶中投入a g鋅且完全反應，氫氧化鈉洗氣瓶增重b g，量氣管中收集到V mL氣體，根據(jù)轉移電子守恒有：a g÷65 g·mol－1×2＝b g÷64 g·mol－1×2+V mL÷22400 mL·mol－1×2，所以該等式依據(jù)的原理是轉移電子守恒。

（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，充分反應后鋅有剩余，測得裝置Ⅲ 增重3.2 g，生成二氧化硫的物質的量=，根據(jù)Zn＋2H2SO4(濃)＝ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，該反應消耗硫酸0.1mol，整個實驗過程消耗硫酸18 mol·L－1×0.01L=0.18mol，則發(fā)生Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑消耗硫酸為0.08mol，生成氫氣0.08mol，氫氣質量是0.16g，m(SO2)/m(H2)=3.2g/0.16g=20：1。若撤走裝置Ⅱ中盛有無水氯化鈣的U形管，氫氧化鈉吸收裝置Ⅰ中揮發(fā)的水，造成m(SO2)質量偏大, m(SO2) / m(H2)的數(shù)值將偏大。