Question

【題目】某校化學興趣小組同學取鋅粒與濃H2SO4充分反應制取SO2氣體，待鋅粒全部溶解后，同學們準備用收集到的氣體(X)準備做實驗，但是老師說收集到的氣體(X)可能含有雜質。

（1）該化學興趣小組制得的氣體(X)中混有的主要雜質氣體可能是________(填化學式)，寫出此過程所發(fā)生的2個化學反應方程式：_______________________； ______________________。

（2）一定質量的Zn與87.5mL 16.0mol/L濃硫酸充分反應，反應后稱量剩余鋅發(fā)現質量減少了78g，產生SO2體積(標準狀況下)＝ _____________L。

（3）為證實相關分析，該小組的同學設計了如下圖所示的實驗裝置，對此氣體(X)取樣進行認真研究(遇有氣體吸收過程，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________________，可證實氣體X中混有較多量某雜質氣體的實驗現象是_______________________________________。

（4）實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如下圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗，最合理的選項是
（_____）

選項	a物質	b物質	c收集的氣體	d中的物質
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{色(合理即可) D

【解析】試題分析：(1)隨著硫酸濃度降低，稀硫酸與鋅反應生成氫氣，所以化學小組所制得的氣體中混有的主要雜質氣體可能是氫氣，反應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)一定質量的Zn與87.5mL 16.0mol/L的H2SO4的濃溶液充分反應，反應后稱量剩余鋅發(fā)現質量減少了78g，則參加反應Zn的物質的量為=1.2mol，H2SO4的物質的量為0.0875L×16mol/L=1.4mol，由于鋅過量，硫酸完全反應，設與濃硫酸反應的Zn為xmol，與稀硫酸反應的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，

產生SO2體積(標準狀況下)=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出水，在用無水硫酸銅可以檢驗說出的水，如果氣體X中混有較多量某雜質氣體(氫氣)，則無水硫酸銅變藍色，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{色；

(4)A、氨氣的密度比空氣密度小，應該采用向下排空氣法收集，裝置c中的導管應該改為短進長出，故A錯誤；B、濃硫酸可以與亞硫酸反應，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，應用氫氧化鈉吸收，防止污染，故B錯誤；C、銅與稀硝酸反應生成產物為一氧化氮，無法達到二氧化氮，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；