Question

某化學(xué)興趣小組用如圖裝置進(jìn)行“市售鋅粒和硫酸反應(yīng)制取氫氣的條件選擇”的探究：當(dāng)B中的化學(xué)反應(yīng)趨于平穩(wěn)后，每間隔一分鐘收集一次氫氣．不同條件下，每分鐘收集到氫氣的體積如下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	硫酸濃度	飽和硫酸銅溶液體積/mL	反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)的時(shí)間/min	第1分鐘收集氫氣體積/mL	第2分鐘收集氫氣體積/mL	第3分鐘收集氫氣體積/mL	…
1	20%	0	5.4	6.1	11.9	13.7	…
2	20%	0.5	2.5	23.9	32.1	33.5	…
3	30%	0.5	1.1	60.7	89.9	90.1	…
4	a%	3.0	0.8	55.7	66.0	61.4	…

請(qǐng)回答：
（1）關(guān)閉K₂、打開K₁，觀察到

 

，說明B反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)．
（2）實(shí)驗(yàn)l、2是對(duì)比探究實(shí)驗(yàn)，分析上表，說明該對(duì)比探究實(shí)驗(yàn)的目的是

 

．
（3）細(xì)口瓶C的容積為V（mL），為了使加入的鋅（質(zhì)量bg）不浪費(fèi)，在C中還留有

2

5

的水時(shí)，則V=

 

[與b的代數(shù)關(guān)系式，氣體摩爾體積是Vm（mL?mol^-1）]．
（4）實(shí)驗(yàn)4是研究飽和硫酸銅溶液的體積對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，a值應(yīng)為

 

（填選項(xiàng)）．
A． 20    B．30    C．27    D． 40
（5）分析上表，市售鋅粒和硫酸反應(yīng)制取氫氣的條件應(yīng)該選擇實(shí)驗(yàn)

 

（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）．
（6）從實(shí)驗(yàn)后的廢液中回收皓礬（ZnSO₄?7H₂O）所需的實(shí)驗(yàn)操作步驟是

 

、蒸發(fā)濃縮、

 

、過濾、洗滌、涼干．
（7）查資料得知：Cu⁺+Cl^-═CuCl↓．
濕法冶鋅工藝中，硫酸鋅溶液中常含有少量的氯離子，往其中加硫酸銅溶液和金屬鋅，可除去氯離子，其離子反應(yīng)方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）關(guān)閉K₂、打開K₁，鋅和硫酸反應(yīng)生成氫氣，可在A中觀察到有氣泡出現(xiàn)；
（2）實(shí)驗(yàn)1、2的不同在于實(shí)驗(yàn)1沒有滴加硫酸銅，而實(shí)驗(yàn)2滴加硫酸銅；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算；
（4）實(shí)驗(yàn)4是研究飽和硫酸銅溶液的體積對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，硫酸濃度應(yīng)相同，根據(jù)生成氫氣的體積判斷；
（5）實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)速率最大；應(yīng)選擇反應(yīng)速率最大的條件；
（6）反應(yīng)后的廢液中往往含有不溶解的物質(zhì)，故先過濾，除去不溶物，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，再過濾、洗滌、晾干即得皓礬；
（7）由反應(yīng)物和生成物可寫出反應(yīng)的離子方程式．

解答：解：（1）裝置B中硫酸與鋅反應(yīng)制備氫氣，關(guān)閉K₂，打開K₁，則生成的氫氣進(jìn)入裝置A中，當(dāng)燒杯中逸出的氣泡均勻時(shí)表明B生成氫氣的反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)，故答案為：A中冒出均勻（或連續(xù)）的氣泡；
（2）實(shí)驗(yàn)l、2是對(duì)比探究實(shí)驗(yàn)，由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1、2的不同在于實(shí)驗(yàn)1沒有滴加硫酸銅，而實(shí)驗(yàn)2滴加硫酸銅，二者反應(yīng)的速率不同，可用于比較硫酸銅溶液對(duì)反應(yīng)呢速率的影響，故答案為：滴加0.5 mL的飽和硫酸銅溶液對(duì)生成氫氣速率的影響；
（3）Zn與硫酸反應(yīng)制備氫氣的化學(xué)方程式中，Zn和H₂的計(jì)量系數(shù)相同，則物質(zhì)的量相同，故

bg

65g/mol

=

V× 3 5

Vm

，即V=

bVm

39

=0.0256bV_m，故答案為：

bVm

39

或0.0256bV_m；
（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4的第1分鐘、第2分鐘、第3分鐘收集的氣體，相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)4收集的氣體比實(shí)驗(yàn)2多，但比實(shí)驗(yàn)3少，為了測(cè)定飽和硫酸銅溶液的體積對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，需要固定硫酸的濃度，該硫酸濃度應(yīng)為30%，故答案為：B；
（5）實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)速率最大，故應(yīng)該選擇實(shí)驗(yàn)3的條件，故答案為：3；
（6）反應(yīng)后的廢液中往往含有不溶解的物質(zhì)，故先過濾，除去不溶物，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，再過濾、洗滌、晾干即得皓礬，故答案為：過濾；冷卻結(jié)晶；
 （7）由反應(yīng)物和生成物可寫出反應(yīng)的離子方程式為Zn+2Cu²⁺+2Cl^-=2CuCl↓+Zn²⁺，故答案為：Zn+2Cu²⁺+2Cl^-=2CuCl↓+Zn²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)探究，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和評(píng)價(jià)能力的考查，注意把握表中數(shù)據(jù)，能正確把握題給信息，難度不大．