Question

【題目】鋅與不同濃度的硫酸反應(yīng)時，硫酸的還原產(chǎn)物為SO2或H2。為驗證這一事實，某同學(xué)用下圖裝置在室溫下進行實驗。

請回答下列問題:

（1）儀器a的名稱是_________，若在圓底燒瓶中放入1.0g鋅，選用量氣管的適宜規(guī)格是(按標況計算)_____ (填字母序號)。

A.200mL B.300mL C.400mL D.500mL

（2）按上圖連接好裝置后，檢查A裝置氣密性的操作是____，為使儀器a中的硫酸順利加入圓底燒瓶，應(yīng)_____并旋轉(zhuǎn)活塞。

（3）實驗發(fā)現(xiàn):1.0g鋅完全溶解后氫氧化鈉洗氣瓶增重0.8g，寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________。

（4）若ag鋅與cmol/L的硫酸VL充分反應(yīng)后鋅有剩余，測得氫氧化鈉洗氣瓶增重mg，則整個實驗過程產(chǎn)生的氣體中， =______(用含字母的代數(shù)式表示), 若撤走B裝置， 的數(shù)值將______(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)，其原因是________________。

（5）為準確測量氣體體積，量氣管在讀數(shù)時應(yīng)注意的操作有_______。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 C 關(guān)閉分液漏斗（或 a） 活塞，用熱毛巾（或雙手） 捂熱圓底燒瓶， 一段時間后 C中浸入液體中的導(dǎo)氣管末端有氣泡冒出， 移開熱毛巾（或雙手）后 C 中導(dǎo)氣管中上升一段穩(wěn)定的水柱（其它合理答案也可） 打開分液漏斗（或 a）的瓶塞（或玻璃塞）（或使瓶塞上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔） Zn + 2H2SO4(濃) ===ZnSO4 + SO2↑+ H2O 、Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ 偏小 A 中產(chǎn)生的水蒸氣進入裝置 C 中使得計算的 n(SO2)偏大 讀數(shù)前移動 b 使量氣管左右液面相平； ②視線與量氣管凹液面最低點在同一水平面 ③待裝置冷卻至室溫讀數(shù)

【解析】（1）由裝置圖可得，儀器a是分液漏斗；C中盛有氫氧化鈉溶液，則量氣管D測量的是氫氣的體積，根據(jù)反應(yīng)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，n(H2)=n(Zn)=1.0g÷65g/mol=mol，則標準狀況下V(H2)= mol×22.4L/mol=L≈344.6mL，所以選用量氣管的適宜規(guī)格是400mL，故選C。

（2）檢查裝置氣密性，首先要密閉，應(yīng)關(guān)閉分液漏斗(a)活塞，然后形成壓強差，并產(chǎn)生明顯現(xiàn)象，應(yīng)微熱圓底燒瓶，所以檢查A裝置氣密性的操作可以是：關(guān)閉分液漏斗(a)活塞，用熱毛巾(或雙手)捂熱圓底燒瓶，一段時間后C中浸入液體中的導(dǎo)氣管末端有氣泡冒出，移開熱毛巾(或雙手)后C中導(dǎo)氣管中上升一段穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好。為使儀器a(分液漏斗)中的硫酸順利加入圓底燒瓶，需要平衡a(分液漏斗)中壓強，使之與空氣連通，故應(yīng)打開分液漏斗(a)的瓶塞(玻璃塞)(或者使瓶塞上的凹槽對準分液漏斗頸部的小孔)。

（3）氫氧化鈉吸收的是SO2氣體，所以一定發(fā)生反應(yīng)：Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O，0.8gSO2的物質(zhì)的量為：0.8g÷64g/mol=0.0125mol，1.0g鋅的物質(zhì)的量為：1.0g÷65g/mol≈0.0154mol>0.0125mol，所以還會發(fā)生反應(yīng)：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

（4）由已知，n(H2SO4)=cVmol，氫氧化鈉洗氣瓶增重mg，則n(SO2)= mol，根據(jù)反應(yīng)Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+H2O，消耗硫酸為2×mol，所以生成H2的H2SO4為：(cV-2×)mol，則n(H2)=(cV-2×)mol，故=。若撤走B裝置，A中產(chǎn)生的水蒸氣進入裝置C中使n(SO2)的計算結(jié)果偏大，則算得n(H2)偏小， 的數(shù)值將偏小。

（5）Zn與硫酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，氣體受熱膨脹，此時讀出的氣體體積偏大，因此要恢復(fù)到室溫狀態(tài)；因為測得的體積需要轉(zhuǎn)化到標準狀況，而量氣管中的壓強不容易測量，可以調(diào)節(jié)量氣管左右液面相平，量氣管中的壓強即等于室內(nèi)壓強；讀數(shù)時，視線與凹液面最低處相平，總之為準確測量氣體體積，量氣管在讀數(shù)時要消除內(nèi)外氣體壓強不相等及視線不正確而造成的誤差，所以應(yīng)注意的操作有：①讀數(shù)前移動b使量氣管左右液面相平；②視線與量氣管凹液面最低點在同一水平面；③待裝置冷卻至室溫讀數(shù)。