Question

某化学兴趣小组为了完成一项研究项目，需要制得一定量的SO₂气体，反应原理为：
Zn+2H₂SO₄（浓）

△   .

ZnSO₄ +SO₂↑+2H₂O
取65.0 g锌粒与体积为0.2 L浓度为12 mol?L^-1的浓H₂SO₄充分反应，锌粒全部溶解后，收集所得气体（X）经检验存在严重质量问题，经分析得知杂质气体为氢气．
（1）在上述反应方程式中，浓硫酸所体现的性质是

 

、

 

．
（2）产生氢气杂质的主要原因是

 

．
（3）实验验证：化学兴趣小组的同学设计了如图装置，对气体X进行取样实验，验证杂质气体为氢气．已知：酸性高锰酸钾溶液与二氧化硫反应的离子反应方程式为：
2MnO₄^-+5SO₂ +2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

①连接好装置后，必要的一个操作是

 

．
②A中高锰酸钾溶液的作用为

 

，
B中品红溶液的作用为

 

，
C中浓硫酸的作用为

 

．
③证实气体X中混有H₂的实验现象是：
 D中

 

，E中

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）根据浓硫酸在反应前后化合价的变化分析；
（2）65.0 g锌粒与体积为0.2 L浓度为12 mol?L^-1的浓H₂SO₄充分反应，锌粒全部溶解后，收集到一定体积的气体X，浓硫酸随反应进行浓度变小后，稀硫酸和锌反应生成氢气，所以气体含有氢气；
（3）①连接好装置后，必要的一个操作是检查装置的气密性；
②证明气体中含有氢气，利用A中酸性高锰酸钾溶液吸收生成的二氧化硫气体，利用品红溶液检验二氧化硫是否除净，装置C用浓硫酸干燥氢气，得到干燥的氢气通过灼热的氧化铜反应；
③证明气体中含有氢气，干燥的氢气通过灼热的氧化铜反应生成水蒸气和红色铜，利用E装置验证水的生成．

解答： 解：（1）由Zn+2H₂SO₄（浓）

△   .

ZnSO₄ +SO₂↑+2H₂O知，2份的浓硫酸参与反应，1份化合价降低作氧化剂，1份化合价不变作酸性，故答案为：强氧化性；酸性；
（2）65.0 g锌粒与体积为0.2 L浓度为12 mol?L^-1的浓H₂SO₄充分反应，锌粒全部溶解后，收集到一定体积的气体X，因为浓硫酸随反应进行浓度变小后，稀硫酸和锌反应生成氢气，方程式为Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，所以气体含有氢气，
故答案为：浓硫酸随反应进行浓度变小后，稀硫酸和锌反应生成氢气，方程式为Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；
（3）①连接好装置后，必要的一个操作是检查装置的气密性，故答案为：检查装置的气密性；
②证明气体中含有氢气，利用A中酸性高锰酸钾溶液吸收生成的二氧化硫气体，利用品红溶液检验二氧化硫是否除净，装置C用浓硫酸干燥氢气，得到干燥的氢气通过灼热的氧化铜反应；
故答案为：除去二氧化硫；检验二氧化硫是否除尽；干燥氢气，除去水蒸气；
③证明气体中含有氢气，干燥的氢气通过D灼热的氧化铜反应生成水蒸气和红色铜，利用E装置验证水的生成，所以D黑色氧化铜变化为红色铜；E装置中无水硫酸铜变蓝色证明生成水，故答案为：黑色的氧化铜变成红色的铜；无水硫酸铜变蓝．

点评：本题考查了浓硫酸性质验证和实验验证产物的设计和方法，物质性质是解题关键，题目难度中等．