晓菲在复习金属的化学性质时发现:“位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢”.为什么必须是稀硫酸呢?于是她把锌粒投入浓硫酸中,发现有较多的气泡放出,并闻到一股刺激性

发布时间:2020-08-07 12:36:10

晓菲在复习金属的化学性质时发现:“位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢”.为什么必须是稀硫酸呢?于是她把锌粒投入浓硫酸中,发现有较多的气泡放出,并闻到一股刺激性气味.
[提出猜想]生成的气体是什么?
猜想Ⅰ:可能是SO2;
猜想Ⅱ:可能是H2;
猜想Ⅲ:可能是SO2、H2的混合气体.
[查阅资料]
1、二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体.易溶于水且和水发生反应生成酸.在常温、常压下,1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫.
2、SO2可以使品红溶液褪色.
[分析]猜想Ⅱ错误的原因是______.
[实验探究]依据上述猜想,她设计了如下方案:
实验一、收集一试管锌与浓硫酸反应生成的气体,倒立在滴有紫色石蕊试液的水槽中(如图1).根据观察到的实验现象,生成的气体中确有SO2的存在.她观察到的实验现象是______.
实验二、晓菲又设计了如图2所示的实验装置(锌粒与浓硫酸反应生成的气体为X,且该装置略去).将收集到的气体通入,过一会儿点燃D处酒精灯;一段时间后,发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色,试管口有水雾出现.
结合实验一、二可知猜想3成立.
[问题讨论]
(1)装置B与C的作用分别是什么?
(2)D处发生的化学反应方程式:______.??(考纲一般不要求)
(3)再次查阅资料:浓硫酸具有强氧化性,与金属反应时不产生氢气.化学反应方程式
为:Zn+2H2SO4(浓)═ZnSO4+SO2↑+2H2O,晓菲实验中产生氢气的原因是什么?
(4)图3中收集SO2的装置中最合理的是______
(5)用100克未知质量分数的氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫气体,待完全反应后,测得所得溶液的质量为112.8克,求氢氧化钠溶液的质量分数是多少?

网友回答

解:[分析]因为氢气是无色无味的气体,而题目中产生的气体是刺激性气味气体,故猜想Ⅱ错误;
[实验探究]二氧化硫易溶于水,且溶于水呈酸性,能使紫色石蕊试液变红,因此如果试管中的水面上升,试管中的液体变成红色才能确定一定有二氧化硫.因为气体通过装置D后,CuO的铜网由黑色变为光亮的红色,试管口有水雾出现,说明气体中含有氢气.
[问题讨论]
(1)二氧化硫能与氢氧化钠反应,因此装置B中氢氧化钠溶液用来吸收SO2;装置C用来干燥气体(或吸收气体中的水蒸气)
(2)D处是氢气还原氧化铜,化学方程式为H2+CuO Cu+H2O
(3)金属与浓硫酸反应不产生氢气,但随着Zn与浓H2SO4反应的进行,浓H2SO4浓度逐渐变稀,Zn与稀H2SO4反应可产生H2
(4)因为二氧化硫易溶于水,不能用排水法收集;二氧化硫会污染空气,不能排放到空气中,因此最合适的收集方法是C
(5)解:设氢氧化钠溶液的溶质质量分数为x
2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O
80??????? ?64
100g×x???112.8g-100g

x=16%
答:氢氧化钠溶液的溶质质量分数是16%
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