Question

某校兩個化學研究性學習小組，在學習了銅和濃硫酸的反應后分別探究足量的鋅與濃硫酸反應的過程。甲小組設計了下圖裝置：試回答：

(1)請從甲、乙中選擇合適的裝置填入B、C中，并進行正確連接，a接______, c接______(用序號表示）。
(2)D、E兩支試管中CCl₄的作用是______。
(3)本實驗能證明濃硫酸具有強氧化性的實驗現象為______。
(4)D中出現渾濁的離子方程式為______。
(5)某學生注意觀察到：實驗開始后，C、D、E中均有氣泡產生；隨后氣泡量減少，品紅溶液褪色，D中出現渾濁；反應一段時間后，C、D、E中的氣泡量又會明顯增加。請用化學方程式表示“反應一段時間后氣泡量又會明顯增加”的原因是______。
乙小組設計了下圖裝置：

(6)分析出乙小組的設計意圖是______。
(7)裝置B中的藥品是______。
(8)能證明產生SO₂和H₂先后順序的實驗現象是______。

Answer 1

（15分）(1) 3(或4)  2（各1分，共2分） (2) 防倒吸（2分）
(3) C中品紅溶液褪色（2分）
(4) Ca²⁺＋2OH^-＋SO₂===CaSO₃↓+H₂O（2分）
(5) Zn+H₂SO₄（稀）＝ ZnSO₄+H₂↑（2分）
(6) 驗證產物中先產生水、SO₂，后產生H₂（2分，其它合理答案參照給分）
(7) 無水CuSO₄(或無水硫酸銅) （1分）
(8) C中品紅褪色，D中酸性高錳酸鉀顏色不再變淺后，F中固體由黑色變紅色，G中無水硫酸銅變藍（2分，其它合理答案參照給分）

解析試題分析：（1）根據銅與濃硫酸反應的方程式可知，鋅與濃硫酸反應的方程式為Zn+2H₂SO₄（濃）═ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O。由于通常狀況下，1體積水中可溶解40體積的二氧化硫氣體，因此裝置乙可防止二氧化硫與品紅作用時被吸入鋅與硫酸反應的容器中，二氧化硫與品紅作用，需長管進，所以正確的連接順序是3（或4），4（或3）接b，c接2，1接d。
（2）二氧化硫易溶于水，難溶于四氯化碳，二氧化硫通過四氯化碳，然后再與澄清的石灰水反應，起緩沖作用，可防止倒吸。
（3）二氧化硫可使品紅溶液褪色，可用于檢驗二氧化硫的存在，所以本實驗能證明濃硫酸具有強氧化性的實驗現象為C中品紅溶液褪色。
（4）二氧化硫和澄清的石灰水反應生成亞硫酸鈣和水，亞硫酸鈣為難溶于水的沉淀，反應的離子方程式為Ca²⁺+2OH^-+SO₂═CaSO₃↓+H₂O。
（5）鋅為較活潑的金屬，在金屬活動順序表中排在氫的前面，所以鋅能和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣。而隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸降低，當變為稀硫酸后，與鋅反應生成氫氣，反應的化學方程式為Zn+H₂SO₄（稀）═ZnSO₄+H₂↑。
（6）根據裝置圖可知，乙小組設計的裝置，先用白色的無水硫酸銅檢驗水的存在，后用品紅檢驗二氧化硫的存在，用高錳酸鉀氧化二氧化硫除去二氧化硫，濃硫酸具有吸水性，除去水，鋅和稀硫酸反應生成氫氣和硫酸鋅，氫氣通過熱的氧化銅生成銅和水，水蒸氣遇無水硫酸銅變藍色，可檢驗氫氣的存在，因此該設計的目的是驗證產物中先產生水、SO₂，后產生H₂。
（7）由于氣體通過溶液時一定會帶出水蒸氣，所以要首先檢驗水蒸氣。根據水蒸氣遇無水硫酸銅變藍色可知，裝置B中的藥品是無水CuSO₄（或無水硫酸銅），用來檢驗水的存在。
（8）二氧化硫可使品紅溶液褪色，C中品紅褪色，可檢驗二氧化硫的存在。SO₂還具有還原性，高錳酸鉀氧化二氧化硫可除去二氧化硫，D中酸性高錳酸鉀不再褪色后，說明二氧化硫已經除盡。鋅和稀硫酸反應生成氫氣和硫酸鋅，氫氣通過熱的氧化銅生成銅和水，F中有紅色物質生成，說明有銅生成，G中無水硫酸銅變藍，說明有水生成，即證明有氫氣產生。
考點：考查鋅與硫酸反應生成物檢驗的有關判斷、實驗基本操作以及實驗方案設計與評價等