Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組同學(xué)取鋅粒與濃H2SO4充分反應(yīng)制取SO2氣體，待鋅粒全部溶解后，同學(xué)們準(zhǔn)備用收集到的氣體(X)準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)，但是老師說(shuō)收集到的氣體(X)可能含有雜質(zhì)。

（1）該化學(xué)興趣小組制得的氣體(X)中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是________(填化學(xué)式)，寫出此過(guò)程所發(fā)生的2個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式：_______________________； ______________________。

（2）一定質(zhì)量的Zn與87.5mL 16.0mol/L濃硫酸充分反應(yīng)，反應(yīng)后稱量剩余鋅發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少了78g，產(chǎn)生SO2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)＝ _____________L。

（3）為證實(shí)相關(guān)分析，該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)此氣體(X)取樣進(jìn)行認(rèn)真研究(遇有氣體吸收過(guò)程，可視為全吸收)。

①酸性KMnO4溶液的作用是__________________;B中添加的試劑是_____________。

②裝置C中所裝藥品為________________，可證實(shí)氣體X中混有較多量某雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如下圖所示(省略?shī)A持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最合理的選項(xiàng)是
（_____）

選項(xiàng)	a物質(zhì)	b物質(zhì)	c收集的氣體	d中的物質(zhì)
A	濃氨水	NaOH	NH3	H2O
B	濃硫酸	Na2SO3	SO2	澄清石灰水
C	稀硝酸	Cu	NO2	H2O
D	濃鹽酸	KMnO4	Cl2	NaOH溶液

Answer 1

【答案】 H2 Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 4.48L 除去SO2 濃硫酸 CuO C中的黑色粉末變?yōu)榧t色，D中的白色固體變?yōu)樗{(lán)色(合理即可) D

【解析】試題分析：(1)隨著硫酸濃度降低，稀硫酸與鋅反應(yīng)生成氫氣，所以化學(xué)小組所制得的氣體中混有的主要雜質(zhì)氣體可能是氫氣，反應(yīng)生成二氧化硫和氫氣的方程式為Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故答案為：H2；Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

(2)一定質(zhì)量的Zn與87.5mL 16.0mol/L的H2SO4的濃溶液充分反應(yīng)，反應(yīng)后稱量剩余鋅發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少了78g，則參加反應(yīng)Zn的物質(zhì)的量為=1.2mol，H2SO4的物質(zhì)的量為0.0875L×16mol/L=1.4mol，由于鋅過(guò)量，硫酸完全反應(yīng)，設(shè)與濃硫酸反應(yīng)的Zn為xmol，與稀硫酸反應(yīng)的Zn為ymol，則：

Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O

x 2x x

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

y y y

由題意可知：x+y＝1.2，2x+y＝1.4，解得x="0.2" y=1.0，

產(chǎn)生SO2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案為：4.48；

(3)①氣體(X)中可能含有二氧化硫和氫氣，酸性KMnO4溶液可以吸收二氧化硫氣體，將氫氣通入加熱的硬質(zhì)玻璃管前需要干燥，因此B中添加的試劑是濃硫酸，故答案為：除去SO2；濃硫酸；

②氫氣含有氧化銅或氧化鐵能夠說(shuō)出水，在用無(wú)水硫酸銅可以檢驗(yàn)說(shuō)出的水，如果氣體X中混有較多量某雜質(zhì)氣體(氫氣)，則無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，故答案為：CuO；C中的黑色粉末變?yōu)榧t色，D中的白色固體變?yōu)樗{(lán)色；

(4)A、氨氣的密度比空氣密度小，應(yīng)該采用向下排空氣法收集，裝置c中的導(dǎo)管應(yīng)該改為短進(jìn)長(zhǎng)出，故A錯(cuò)誤；B、濃硫酸可以與亞硫酸反應(yīng)，生成二氧化硫，SO2氣體的密度比空氣大，能使用向上排空氣法，SO2氣體有毒，應(yīng)用氫氧化鈉吸收，防止污染，故B錯(cuò)誤；C、銅與稀硝酸反應(yīng)生成產(chǎn)物為一氧化氮，無(wú)法達(dá)到二氧化氮，一氧化氮、二氧化氮的尾氣吸收不能使用水，故C錯(cuò)誤；D、用KMnO4和濃鹽酸可在常溫下制取氯氣，氯氣的密度比空氣大，能使用向上排空氣法，氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，故D正確；故選D；