Question

某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。

【提出假设】假设1：气体产物只有SO₂；       假设2：_____________；

【实验设计】为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与金属M反应．

（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在H装置后面连上一根导管，然后_____________，则证明装置的气密性良好。

（2）若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象．反应后硫酸盐中金属显+2价．写A中发生反应的化学方程式_____________；

（3）若假设2正确，则可观察到：F管中_____________；G干燥管里_____________；

【实验反思】为了进一步探究金属M成分和气体组分，进行如下实验：

称取11.2g金属M放入装置A中，加入一定量的浓硫酸，反应结束后，B瓶里品红溶液褪色，金属没有剩余，拆下G并称重，G增重0.9g。

（4）为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液．稀释烧瓶里溶液的操作方法_______；

（5）将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去；所以可得到此条件下对金属M与浓硫酸反应的气体产物的探究假设 ________成立。

Answer

气体产物有SO2和H2 （1）将导气管插入盛有水的水槽中，微热烧瓶，若导气管冒气泡，停止加热有一段水柱上升 （2）M+2H2SO4(浓)MSO4+SO2↑+2H2O （3） 黑色粉末变成红色 白色粉末变为蓝色 （4） 先将烧瓶中混合溶液冷却，再将混合液慢慢加入盛水的烧杯里，并不断搅拌 （5）假设2

【解析】

试题分析：当金属过量时，且金属较活泼则生成的气体中可能含有氢气，所以假设2为：气体产物有SO2和H2 ；

（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在H装置后面连上一根导管，然后将导气管插入盛有水的水槽中，微热烧瓶，若导气管冒气泡，停止加热有一段水柱上升，则说明装置的气密性良好；

（2）反应后硫酸盐中金属显+2价，类比铜与浓硫酸的反应，M与浓硫酸反应的化学方程式为：M+2H2SO4(浓)MSO4+SO2↑+2H2O；

（3）如果F管中黑色粉末变成红色、G中白色的无水硫酸铜变成蓝色，说明二氧化硫中混有氢气，从而证明假设2正确；

（4）可以类比稀释浓硫酸的方法进行操作，方法为：先将烧瓶中混合溶液冷却，再将混合液慢慢加入盛水的烧杯里，并不断搅拌；

（5）向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明金属M为Fe；G增重0.9g，0.9g为水的质量，则氢气的物质的量为：n(H2)=n(H2O)==0.05mol；1.2g铁的物质的量为：n(Fe)==0.2mol；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去，说明溶液中含有亚铁离子，烧瓶溶液中金属离子浓度相等，则铁离子和亚铁离子的物质的量相等，n(Fe2+)=n(Fe3+)=0.1mol，根据电子守恒，生成二氧化硫的物质的量为：n(SO2)==0.20mol，铁与硫酸反应的化学方程式为：4Fe+9H2SO4(浓)2FeSO4+Fe2(SO4)3+4SO2↑+H2↑+8H2O，故假设2成立。

【考点定位】考查浓硫酸的化学性质、氧化还原反应的计算、化学方程式的书写等。

【名师点晴】明确浓硫酸的化学性质及浓硫酸与金属反应的原理是解题关键；金属与浓硫酸反应，开始生成的是二氧化硫，如果金属过量，浓硫酸变成稀硫酸后，如果金属较活泼，则可能还生成氢气，可能发生的两个反应均为氧化还原反应，均遵守电子守恒，据此可解题。