Question

某研究型學習小組的同學在用濃硫酸測定廢鋅片中鋅的純度時，沒有將濃硫酸稀釋直接處理廢鋅片發(fā)現產生的氣體具有刺激性氣味（廢鋅片中其它雜質不與硫酸反應），這種現象引起同學們的思考和研究．

【提出猜想】對產生的氣體進行猜想：
猜想1：只有H₂；
猜想2：只有SO₂；
猜想3：可能是

H₂和SO₂

．
小華認為不需做實驗根據已有知識就可知道猜想1是錯誤的，他的依據是

氫氣沒有刺激性氣味

．
【資料】①濃硫酸有強氧化性，其與活潑金屬反應不生成氫氣，②SO₂能使品紅溶液褪色
【實驗方案】研究性學習小組的同學設計如圖所示的裝置進行研究（夾持儀器已省略，假設裝置中的反應都進行完全）．
根據實驗現象小組得到共同結論是猜想3成立．
（1）他們的實驗現象是

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

干燥進入C中的氣體

；
（2）小華對實驗結果產生疑問：
你認為小華產生疑問的依據是

濃硫酸有強氧化性，其與活潑金屬反應不生成氫氣

，你認為猜想3成立可能原因是：

反應過程中消耗硫酸，濃硫酸逐漸變成稀硫酸

．
【拓展應用】
（1）稀硫酸與鋅反應能產生氫氣（Zn+H₂SO₄=ZnS0₄+H₂↑），而濃硫酸與鋅反應開始時不產生氫氣（Zn+（濃）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2

H₂O

），由此可知反應物相同，但

濃度

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

81.25%

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

Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃↓+H₂O

．

Answer 1

分析：【提出猜想】根據元素守恒即反應前后元素種類不變，再從題意中提取有用信息，如同時產生兩種無色氣體，其中一種氣體具有刺激性氣味；【實驗方案】（1）根據氫氣的還原性和二氧化硫溶于水生成酸來解答；濃硫酸具有吸水性考慮；（2）根據查閱資料中內容考慮；根據硫酸參加反應后變稀考慮；【拓展應用】（1）根據反應前后各種原子的種類和數目不變考慮；（2）根據硫酸鋅的質量計算出鋅的質量，再除以廢鋅片的質量；（3）根據方程式的寫法考慮．

解答：解：【提出猜想】反應前后元素種類不變，鋅與硫酸反應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是錯誤的；
【實驗方案】（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入C中的氣體；
（2）由資料可知濃硫酸有強氧化性，其與活潑金屬反應不生成氫氣，所以會產生疑問；反應過程中消耗硫酸，濃硫酸逐漸變成稀硫酸，所以會有氫氣生成；
【拓展應用】（1）反應前后各種原子的種類和數目不變，生成物中缺少4個氫原子和2個氧原子，因為化學式前面的計量數是2，所以化學式是H₂O；由兩個方程式對比可知，反應物濃度不同生成物就不同；
（2）設生成16.1g硫酸鋅需要參加反應的鋅的質量為X則：
Zn+（濃）2H₂SO₄=ZnS0₄+SO₂↑+2H₂O
65              161
X               16.1g
根據

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物是氫氧化鈣和二氧化硫，生成物是亞硫酸鈣和水，已經配平了．
故答案為：【提出猜想】H₂和SO₂，氫氣沒有刺激性氣味；（1）【實驗方案】A中品紅溶液褪色C中黑色固體變成紅色；干燥進入C中的氣體；（2）濃硫酸有強氧化性，其與活潑金屬反應不生成氫氣；反應過程中消耗硫酸，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．

點評：本題屬于探究性實驗題，可以從題干給出的內容，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．