锌与硫酸铜反应的实验装置

1. 实验室用粗锌与稀硫酸反应制取氢气，利用氢气还原氧化铜来测定铜的相对原子质量．实验装置如下：（1）在

（1）利用原电池原理，形成原电池可以加快反应速率，加入少量硫酸铜溶液，Cu²⁺被还原为Cu，与Zn和稀硫酸形成原电池，
故答案为：在硫酸中加入少量硫酸铜溶液；
（2）H₂S与CuSO₄溶液生产CuS黑色沉淀；氢硫酸与浓硫酸反应生成SO₂，会引入新的气体杂质，
故答案为：有黑色沉淀生成、否、氢硫酸与浓硫酸反应有二氧化硫气体产生；
（3）把铁元素转化为三价铁离子，再用硫氰化钾溶液检验，故答案为：取少量样品用稀硝酸溶解，稀释后，加入KSCN溶液检；
（4）设铜的相对原子质量为M，CuO～O
M+16 16
（n-m）g （n-w）g
则

M+16

(n?m)g

=

16

(n?w)g

，解得M=

16(w?m)

n?w

，故答案为：

16(w?m)

n?w

；
（5）根据求算公式M=

16(n?w)

w?m

分析，
a．未充分冷却即停止通氢气，导致部分铜被氧气氧化，所以反应后小瓷皿加固体的质量w偏大，则M偏大，故a正确；
b．氧化铜样品中含有氯化铵杂质，氯化铵易分解，导致反应后小瓷皿加固体的质量w偏小，则M偏小，故b错误；
c．反应后固体中有少量Cu₂O，氧化铜中的氧元素没被完全还原出来，所以反应后小瓷皿加固体的质量w偏大，则M偏大，故c正确；
d．氢气不干燥有少量水分，反应前有干燥剂，所以无影响；故d错误；
故答案为：ac；
（6）根据启普发生器能控制反应的发生和停止，启普发生器有三部分构成：球形漏斗、容器和导气管；故选acf，故答案为：acf；

2. 反应热的测定实验装置还可以进行哪些实验

化学反应热效应的测定实验

一、实验要求

⒈学会测定化学反应热效应的一般原理和方法，测定锌与硫酸铜反应的热效应。

⒉学习准确浓度溶液的配制方法。

⒊掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。

二、实验原理

对一化学反应，当生成物的温度与反应物的温度相同，且在反应过程中除膨胀功以外不做其它功时，该化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应。若反应是在恒压条件下进行的，则反应的热效应称为恒压热效应Qp，且此热效应全部增加体系的焓（ΔH），所以有

ΔH = Qp

式中ΔH为该反应的焓变。对于放热反应ΔrHm为负值，对于吸热反应ΔrHm 为正值。

例如，在恒压条件下，1mol锌置换硫酸铜溶液中的铜离子时，放出216.8 kJ 的热量，即

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu ΔrHm=–216.8 kJ·mol-1

测定化学反应热效应的基本原理是能量守恒定律，即反应所放出的热量促使反应体系温度的升高。因此，对上面的反应，其热效应与溶液的质量（m）、溶液的比热（c）和反应前后体系温度的变化（ΔT ）有如下关系

Qp = - (cmΔT+KΔT)

式中K为热量计的热容量，即热量计本身每升温1度所吸收的热量。

由溶液的密度（d）和体积（V）可得溶液的质量，即

m=dV

若上述反应以每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量（千焦）来表示，综合以上三式，可得

ΔrHm＝Qp/n＝-1/1000n(cdv+K)ΔT （1）

式中n为V毫升溶液中的物质的量。

热量计的热容量可由如下方法求得：在热量计中首先加入温度为T1、重量为W1的冷水、再加入温度为T2、重量为W2的热水，二者混合后，水温为T，则热量计得热为q0=(T-T1)K

冷水得热为q1=(T-T1)W1c水

热水失热为q2=(T2-T)W2c水

因此q0=q2-q1

综合以上四式可得热量计的热容量为

3. 某研究性学习小组的同学在用硫酸溶液处理废锌片时发现产生的气体具有刺激性气味，同时发现试管外壁发烫，

分析讨论：试管发烫说明锌与硫酸发生的反应是放热反应；
【提出猜想】反应物中有硫元素和氧元素或气体有刺激性气味，可能是SO₂；
【实验方案】（1）氢气具有还原性可以还原氧化铜，如果装置A没有明显实验现象，装置C的现象为：黑色粉末变红，则猜想1成立；
（2）二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，会使得溶液红色变浅，如果装置A的现象为溶液红色变浅，装置C没有明显实验现象，则猜想Ⅱ成立；
（3）装置A的现象为溶液红色变浅，说明有二氧化硫；装置C黑色粉末变红，说明有氢气，猜想3成立；
（4）浓硫酸具有吸水性，装置B中浓硫酸的作用是干燥气体；

实验反思：（1）二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式是SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（2）二氧化硫溶于水，也会使水面上升，仍利用该装置，需做的对比实验：用等体积的水代替NaOH溶液做实验；
拓展延伸：①往容器内再加稀盐酸，如有气泡产生，说明锌有剩余，则溶液中没有硫酸，故①正确；
②往容器内再加锌粒，如有气泡产生，则溶液中一定有硫酸，故②正确；
③无论硫酸有没有剩余，加氯化钡溶液，都会有沉淀生成，故③错误．
④将试管中剩余固体加入到硫酸铜溶液中，如有红色固体生成，说明锌有剩余，则溶液中没有硫酸，故④正确．
故答案为：【分析讨论】放热；
【提出猜想】反应物中有硫元素和氧元素或气体有刺激性气味；
【实验方案】（1）黑色粉末变红；（2）2；（3）装置A的现象为溶液红色变浅，装置C黑色粉末变红；（4）干燥气体；
【实验反思】（1）SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（2）SO₂溶于水，也会使水面上升；用等体积的水代替NaOH溶液做实验；
【拓展延伸】③．

4. （2012常州）某研究性学习小组利用如图所示实验装置进行了以下探究实验．步骤如下：①检查装置气密性，

（1）锌与稀硫酸反应生成的是硫酸锌和氢气，故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）换用不同的溶质质量分数的稀硫酸与相同的锌粒反应产生相同体积的氢气，该实验想探究的是溶质质量分数对反应速率的影响，故填：探究溶液的溶质质量分数对反应速率的影响；
（3）在金属活动性顺序中，锌排在铜的前面，能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，故填：Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu．