Question

某研究型學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用濃硫酸測(cè)定廢鋅片中鋅的純度時(shí)，沒(méi)有將濃硫酸稀釋直接處理廢鋅片發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體具有刺激性氣味（廢鋅片中其它雜質(zhì)不與硫酸反應(yīng)），這種現(xiàn)象引起同學(xué)們的思考和研究．

【提出猜想】對(duì)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行猜想：
猜想1：只有H₂；
猜想2：只有SO₂；
猜想3：可能是

H₂和SO₂

．
小華認(rèn)為不需做實(shí)驗(yàn)根據(jù)已有知識(shí)就可知道猜想1是錯(cuò)誤的，他的依據(jù)是

氫氣沒(méi)有刺激性氣味

．
【資料】①濃硫酸有強(qiáng)氧化性，其與活潑金屬反應(yīng)不生成氫氣，②SO₂能使品紅溶液褪色
【實(shí)驗(yàn)方案】研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的裝置進(jìn)行研究（夾持儀器已省略，假設(shè)裝置中的反應(yīng)都進(jìn)行完全）．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象小組得到共同結(jié)論是猜想3成立．
（1）他們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

A中品紅溶液褪色C中黑色固體變成紅色

，裝置B中濃硫酸的作用是

干燥進(jìn)入C中的氣體

；
（2）小華對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生疑問(wèn)：
你認(rèn)為小華產(chǎn)生疑問(wèn)的依據(jù)是

濃硫酸有強(qiáng)氧化性，其與活潑金屬反應(yīng)不生成氫氣

，你認(rèn)為猜想3成立可能原因是：

反應(yīng)過(guò)程中消耗硫酸，濃硫酸逐漸變成稀硫酸

．
【拓展應(yīng)用】
（1）稀硫酸與鋅反應(yīng)能產(chǎn)生氫氣（Zn+H₂SO₄=ZnS0₄+H₂↑），而濃硫酸與鋅反應(yīng)開始時(shí)不產(chǎn)生氫氣（Zn+（濃）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2

H₂O

），由此可知反應(yīng)物相同，但

濃度

不同生成物也不同．
（2）取廢鋅片8g（廢鋅片中其它雜質(zhì)不與硫酸反應(yīng)）加入足量濃硫酸至固體質(zhì)量不再減少為止，過(guò)濾，將濾液蒸干共得晶體16.1g，此廢鋅片的純度是

81.25%

．
（3）如果用濃硫酸來(lái)直接測(cè)定廢鋅片中鋅的純度時(shí)，尾氣必須處理，可將尾氣通入足量的石灰水里其反應(yīng)方程式是

Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃↓+H₂O

．

Answer 1

分析：【提出猜想】根據(jù)元素守恒即反應(yīng)前后元素種類不變，再?gòu)念}意中提取有用信息，如同時(shí)產(chǎn)生兩種無(wú)色氣體，其中一種氣體具有刺激性氣味；【實(shí)驗(yàn)方案】（1）根據(jù)氫氣的還原性和二氧化硫溶于水生成酸來(lái)解答；濃硫酸具有吸水性考慮；（2）根據(jù)查閱資料中內(nèi)容考慮；根據(jù)硫酸參加反應(yīng)后變稀考慮；【拓展應(yīng)用】（1）根據(jù)反應(yīng)前后各種原子的種類和數(shù)目不變考慮；（2）根據(jù)硫酸鋅的質(zhì)量計(jì)算出鋅的質(zhì)量，再除以廢鋅片的質(zhì)量；（3）根據(jù)方程式的寫法考慮．

解答：解：【提出猜想】反應(yīng)前后元素種類不變，鋅與硫酸反應(yīng)生成的氣體有三種猜想：猜想1：可能是H₂；猜想2：可能是SO₂；猜想3：可能是H₂、SO₂的混合物；由于氫氣不具有刺激性氣味，所以猜想1是錯(cuò)誤的；
【實(shí)驗(yàn)方案】（1）猜想3是既有二氧化硫，又有氫氣，由資料可知SO₂能使品紅溶液褪色，氫氣具有還原性，能與黑色的氧化銅反應(yīng)生成紅色的銅；濃硫酸具有吸水性，可以做干燥劑，所以濃硫酸可以干燥進(jìn)入C中的氣體；
（2）由資料可知濃硫酸有強(qiáng)氧化性，其與活潑金屬反應(yīng)不生成氫氣，所以會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)；反應(yīng)過(guò)程中消耗硫酸，濃硫酸逐漸變成稀硫酸，所以會(huì)有氫氣生成；
【拓展應(yīng)用】（1）反應(yīng)前后各種原子的種類和數(shù)目不變，生成物中缺少4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子，因?yàn)榛瘜W(xué)式前面的計(jì)量數(shù)是2，所以化學(xué)式是H₂O；由兩個(gè)方程式對(duì)比可知，反應(yīng)物濃度不同生成物就不同；
（2）設(shè)生成16.1g硫酸鋅需要參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為X則：
Zn+（濃）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2H₂O
65              161
X               16.1g
根據(jù)

65

161

=

X

16.1g

解得X=6.5g，所以廢鋅片的純度是：

6.5g

8g

×100%=81.25%；
（3）石灰水吸收二氧化硫的反應(yīng)物是氫氧化鈣和二氧化硫，生成物是亞硫酸鈣和水，已經(jīng)配平了．
故答案為：【提出猜想】H₂和SO₂，氫氣沒(méi)有刺激性氣味；（1）【實(shí)驗(yàn)方案】A中品紅溶液褪色C中黑色固體變成紅色；干燥進(jìn)入C中的氣體；（2）濃硫酸有強(qiáng)氧化性，其與活潑金屬反應(yīng)不生成氫氣；反應(yīng)過(guò)程中消耗硫酸，濃硫酸逐漸變成稀硫酸；【思維拓展】（1）H₂O，濃度；（2）81.25%；（3）Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃↓+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于探究性實(shí)驗(yàn)題，可以從題干給出的內(nèi)容，提取有用的信息：氫氣具有還原性，二氧化硫能使品紅溶液褪色分析歸納從而得出合理的答案，要利用起題目中所提供的資料．