Question

15．某化學(xué)興趣小組為了探究鋅與硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物，選用了12mol/L的硫酸50mL與過量的鋅在加熱條件下反應(yīng)，對硫酸的還原產(chǎn)物進行確定檢驗．
（1）提出假設(shè)．根據(jù)所學(xué)的知識，他們對硫酸的還原產(chǎn)物提出了三種假設(shè)：
假設(shè)1：有SO₂放出；
假設(shè)2：有H₂放出；
假設(shè)3：有SO₂與H₂兩種氣體．
（2）設(shè)計實驗方案證明假設(shè)．小組為了證明假設(shè)3，選用了如圖所示的儀器與藥品，按氣流由左至右的方向，儀器的接口順序為a→f→g→d→e→b→c→h（填字母，儀器與藥品可重復(fù)使用）．
（3）實驗結(jié)論．通過上述實驗，證明確有SO₂與H₂兩種氣體產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是品紅溶液褪色證明含二氧化硫氣體，玻璃彎管點燃氣體出現(xiàn)淡藍色火焰，火焰上方罩上干燥的燒杯，內(nèi)壁有水生成證明生成了氫氣，請你從理論上給予合理的解釋：濃硫酸具有強氧化性加熱條件和鋅反應(yīng)生成二氧化硫氣體，隨反應(yīng)進行，濃硫酸濃度變化為稀硫酸，和鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣．
（4）反應(yīng)停止后，將燒瓶中的液體過濾，濾液用水稀釋，加入足量的BaCl₂溶液，充分反
應(yīng)后過濾，得到81.55g沉淀．則在該實驗中生成的SO₂氣體在標準狀態(tài)下的體積是5.6L．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸和過量的鋅加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，隨反應(yīng)進行濃硫酸變化為稀硫酸，和鋅反應(yīng)生成氫氣，依據(jù)假設(shè)得到可能生成氣體的成分；
（2）證明假設(shè)3有SO₂與H₂兩種氣體，先用品紅溶液驗證生成二氧化硫，在通過氫氧化鈉溶液除去二氧化硫，通過濃硫酸干燥氣體最后通過點燃檢驗氫氣的生成；
（3）12mol/L的硫酸50mL與過量的鋅在加熱條件下反應(yīng)，開始濃硫酸的強氧化性能氧化鋅反應(yīng)生成硫酸鋅、二氧化硫和水，隨反應(yīng)進行，濃硫酸濃度變化為稀硫酸，和鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，二氧化硫使品紅溶液褪色，氫氣檢驗利用其燃燒產(chǎn)生藍色火焰驗證；
（4）加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過濾，得到81.55g沉淀為硫酸鋇沉淀，計算其物質(zhì)的量n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=$\frac{81.55g}{233g/mol}$=0.35mol，12mol/L的硫酸50mL中含硫酸總物質(zhì)的量=12mol/L×0.050L=0.6mol，則生成二氧化硫的硫酸為0.6，mol-0.35mol=0.25mol，據(jù)此計算二氧化硫氣體體積；

解答 解：（1）濃硫酸和過量的鋅加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，隨反應(yīng)進行濃硫酸變化為稀硫酸，和鋅反應(yīng)生成氫氣，依據(jù)假設(shè)得到可能生成氣體的成分，硫酸的還原產(chǎn)物提出了三種假設(shè)為：假設(shè)1：有二氧化硫氣體放出，假設(shè)2：有氫氣放出，假設(shè)3：有SO₂與H₂兩種氣體，
故答案為：有SO₂放出；有H₂放出；
（2）證明假設(shè)3有SO₂與H₂兩種氣體，先用品紅溶液驗證生成二氧化硫，在通過氫氧化鈉溶液除去二氧化硫，通過濃硫酸干燥氣體最后通過點燃檢驗氫氣的生成，裝置按氣流由左至右的方向，儀器的接口順序為a→f→g→d→e→b→c→h，
故答案為：f→g→d→e→b→c→h；
（3）12mol/L的硫酸50mL與過量的鋅在加熱條件下反應(yīng)，開始濃硫酸的強氧化性能氧化鋅反應(yīng)生成硫酸鋅、二氧化硫和水，隨反應(yīng)進行，濃硫酸濃度變化為稀硫酸，和鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，通過上述實驗，證明確有SO₂與H₂兩種氣體產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是：品紅溶液褪色證明含二氧化硫氣體，玻璃彎管點燃氣體出現(xiàn)淡藍色火焰，火焰上方罩上干燥的燒杯，內(nèi)壁有水證明生成了氫氣，
故答案為：品紅溶液褪色證明含二氧化硫氣體，玻璃彎管點燃氣體出現(xiàn)淡藍色火焰，火焰上方罩上干燥的燒杯，內(nèi)壁有水證明生成了氫氣；濃硫酸具有強氧化性加熱條件和鋅反應(yīng)生成二氧化硫氣體，隨反應(yīng)進行，濃硫酸濃度變化為稀硫酸，和鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣；
（4）反應(yīng)停止后，將燒瓶中的液體過濾，濾液用水稀釋，加入足量的BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后過濾，得到81.55g沉淀為硫酸鋇沉淀，計算其物質(zhì)的量n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=$\frac{81.55g}{233g/mol}$=0.35mol，12mol/L的硫酸50mL中含硫酸總物質(zhì)的量=12mol/L×0.050L=0.6mol，則生成二氧化硫的硫酸為0.6，mol-0.35mol=0.25mol，據(jù)此計算標準狀況下二氧化硫氣體體積=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案為：5.6；

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)錯誤的實驗探究和實驗驗證，主要是儀器連接、反應(yīng)現(xiàn)象和生成氣體的檢驗方法，掌握實驗基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．