Question

【题目】足量锌与一定量浓H2SO4充分在加热下反应生成会SO2和H2的混合气体。现有甲乙两研究小组分别实验探究：

（1）甲研究小组按下图实验验证锌与浓硫酸反应生成物中含有SO2和H2。取一定量的Zn置于b中，向a中加入100mL 18mol·L－1的浓硫酸，经过一段时间，恰好完全反应。

①填写仪器名称：c___________。

②实验开始前应先检验装置的气密性，请回答如何检验装置A的气密性___________。

③用化学方程式表示产生SO2的原因______________。

④U型管G的作用为__________。

⑤有同学认为A、B间应增加图中的甲装置，该装置的作用为__________。

⑥实验结束后测得装置F增重18.0g，计算实验开始时加入的Zn的质量为________g。你认为实际消耗Zn的质量应比计算值____________。（填“大”、“小”或“相同”）

（2）乙研究小组为了探究锌与稀硫酸反应过程中的速率及能量的变化，进行以下实验，分析影响反应速率的因素。

实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：

1分钟水滴数（断开K）	34	59	86	117	…	102
1分钟水滴数（闭合K）	58	81	112	139	…	78

分析反应过程中的水滴数，请回答：

由水滴数58＞34、81＞59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率快，主要原因是________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 关闭分液漏斗的活塞，将分液漏斗右端导管插入水中，微微加热分液漏斗，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段稳定的水柱 Zn+2H2SO4(浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O 防止空气中的水蒸气进入干燥管，干扰实验 防止倒吸 91.0 大 形成原电池反应速度快

【解析】

（1）①仪器c名称为球形冷凝管；

答案为：球形干燥管；

②实验开始前应先检验装置的气密性，检验装置A的气密性方法为关闭分液漏斗的活塞，将分液漏斗右端导管插入水中，微微加热分液漏斗，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段稳定的水柱。

答案为：关闭分液漏斗的活塞，将分液漏斗右端导管插入水中，微微加热分液漏斗，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段稳定的水柱；

③浓硫酸具有强氧化性，锌与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸锌和水，化学反应方程式为Zn+2H2SO4(浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。

答案为：Zn+2H2SO4(浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O；

④装置F用来收集并测定还原氧化铜反应中产生水的质量，因此U型管的作用为防止空气中的水蒸气进入干燥管，干扰实验。

⑤二氧化硫易溶于水，会使A中压强减小从而发生倒吸现象，A、B间应增加图中的甲装置，该装置的作用为防止发生倒吸。

答案为：防止倒吸；

⑥实验结束后测得装置F增重18.0g，增重的质量为氢气还原氧化铜产生水的质量，因此水的物质的量为1mol，根据氢原子守恒，n（Zn）~n（H2SO4）~ n（H2）~ n（H2O），因此产生氢气消耗锌的物质的量为1mol；参与反应的硫酸总的物质的量=0.1L×18mol·L－1=1.8mol，

与锌反应生成二氧化硫消耗硫酸的物质的量=1.8mol-1mol=0.8mol；根据反应计量关系n（Zn）~2n（H2SO4）可得，消耗锌的物质的量= n（H2SO4）=0.4mol；整个反应中消耗锌的总的物质的量=0.4mol+1mol=1.4mol，故m（Zn）=1.4mol×65g/mol=91g，实验中实际使用的锌含有杂质，不是纯锌，故实际质量比理论计算值大。

答案为：91.0；大

（2）当开关断开时，只发生锌与硫酸反应产生氢气，当闭合开关时，不但有锌与硫酸反应产生氢气，同时构成铜锌原电池产生氢气，使反应速率加快；

答案为：形成原电池反应速度快；