【題目】某;瘜W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Zn87.5mL 16.0mol/L濃硫酸充分反應,反應后稱量剩余鋅發(fā)現(xiàn)質量減少了78g,產(chǎn)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(xiàn)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

【答案】 H2 Zn+2H2SO4()=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()=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,故答案為:H2;Zn+2H2SO4()=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2;

(2)一定質量的Zn87.5mL 16.0mol/LH2SO4的濃溶液充分反應,反應后稱量剩余鋅發(fā)現(xiàn)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Znxmol,與稀硫酸反應的Znymol,則:

Zn+2H2SO4()=ZnSO4+SO2↑+H2O

x 2x x

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

y y y

由題意可知:x+y1.2,2x+y1.4,解得x="0.2" y=1.0,

產(chǎn)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;

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(chǎn)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;

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