Question

【題目】足量鋅與一定量濃H2SO4充分在加熱下反應(yīng)生成會(huì)SO2和H2的混合氣體�，F(xiàn)有甲乙兩研究小組分別實(shí)驗(yàn)探究：

（1）甲研究小組按下圖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋅與濃硫酸反應(yīng)生成物中含有SO2和H2。取一定量的Zn置于b中，向a中加入100mL 18mol·L－1的濃硫酸，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，恰好完全反應(yīng)。

①填寫(xiě)儀器名稱：c___________。

②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性，請(qǐng)回答如何檢驗(yàn)裝置A的氣密性___________。

③用化學(xué)方程式表示產(chǎn)生SO2的原因______________。

④U型管G的作用為__________。

⑤有同學(xué)認(rèn)為A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置，該裝置的作用為__________。

⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得裝置F增重18.0g，計(jì)算實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)加入的Zn的質(zhì)量為________g。你認(rèn)為實(shí)際消耗Zn的質(zhì)量應(yīng)比計(jì)算值____________。（填“大”、“小”或“相同”）

（2）乙研究小組為了探究鋅與稀硫酸反應(yīng)過(guò)程中的速率及能量的變化，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，分析影響反應(yīng)速率的因素。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，從斷開(kāi)K開(kāi)始，每間隔1分鐘，交替斷開(kāi)或閉合K，并連續(xù)計(jì)數(shù)每1分鐘內(nèi)從a管流出的水滴數(shù)，得到的水滴數(shù)如下表所示：

1分鐘水滴數(shù)（斷開(kāi)K）	34	59	86	117	…	102
1分鐘水滴數(shù)（閉合K）	58	81	112	139	…	78

分析反應(yīng)過(guò)程中的水滴數(shù)，請(qǐng)回答：

由水滴數(shù)58＞34、81＞59，說(shuō)明在反應(yīng)初期，閉合K時(shí)比斷開(kāi)K時(shí)的反應(yīng)速率快，主要原因是________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 關(guān)閉分液漏斗的活塞，將分液漏斗右端導(dǎo)管插入水中，微微加熱分液漏斗，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱 Zn+2H2SO4(濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入干燥管，干擾實(shí)驗(yàn) 防止倒吸 91.0 大 形成原電池反應(yīng)速度快

【解析】

（1）①儀器c名稱為球形冷凝管；

答案為：球形干燥管；

②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性，檢驗(yàn)裝置A的氣密性方法為關(guān)閉分液漏斗的活塞，將分液漏斗右端導(dǎo)管插入水中，微微加熱分液漏斗，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱。

答案為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將分液漏斗右端導(dǎo)管插入水中，微微加熱分液漏斗，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱；

③濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，鋅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、硫酸鋅和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為Zn+2H2SO4(濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O。

答案為：Zn+2H2SO4(濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O；

④裝置F用來(lái)收集并測(cè)定還原氧化銅反應(yīng)中產(chǎn)生水的質(zhì)量，因此U型管的作用為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入干燥管，干擾實(shí)驗(yàn)。

⑤二氧化硫易溶于水，會(huì)使A中壓強(qiáng)減小從而發(fā)生倒吸現(xiàn)象，A、B間應(yīng)增加圖中的甲裝置，該裝置的作用為防止發(fā)生倒吸。

答案為：防止倒吸；

⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得裝置F增重18.0g，增重的質(zhì)量為氫氣還原氧化銅產(chǎn)生水的質(zhì)量，因此水的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)氫原子守恒，n（Zn）~n（H2SO4）~ n（H2）~ n（H2O），因此產(chǎn)生氫氣消耗鋅的物質(zhì)的量為1mol；參與反應(yīng)的硫酸總的物質(zhì)的量=0.1L×18mol·L－1=1.8mol，

與鋅反應(yīng)生成二氧化硫消耗硫酸的物質(zhì)的量=1.8mol-1mol=0.8mol；根據(jù)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系n（Zn）~2n（H2SO4）可得，消耗鋅的物質(zhì)的量= n（H2SO4）=0.4mol；整個(gè)反應(yīng)中消耗鋅的總的物質(zhì)的量=0.4mol+1mol=1.4mol，故m（Zn）=1.4mol×65g/mol=91g，實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的鋅含有雜質(zhì)，不是純鋅，故實(shí)際質(zhì)量比理論計(jì)算值大。

答案為：91.0；大

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，只發(fā)生鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，不但有鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，同時(shí)構(gòu)成銅鋅原電池產(chǎn)生氫氣，使反應(yīng)速率加快；

答案為：形成原電池反應(yīng)速度快；