浓硫酸与锌反应也能产生氢气吗 | 食品添加物合法業者資訊網
2017年9月12日—反应物按题目的要求选择锌粒,浓硫酸选择密度为1.80g/mL(20℃),对应浓度为86.7%。针对气体产物可能是二氧化硫、硫化氢或者氢气,选 ...
通过使用品红溶液、硫酸铜溶液及泡泡水等,可以验证浓硫酸与锌粒在加热条件下有氢气生成。提出产生氢气的原因与浓硫酸的自偶电离有关,并用多种金属进行验证。
高中学习浓硫酸性质时,有1道题目如下:向盛有足量锌粒的试管中加入一定量浓硫酸,写出反应过程中所发生的化学反应方程式,并解释原因。该题参考答案是:开始:Zn + 2H2SO4(浓) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O,后来:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑。原因是:开始反应时,浓硫酸表现出强氧化性,还原产物是SO2;随着反应进行,硫酸不断被消耗,不断生成水,致使浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与锌发生置换反应,还原产物是H2。但是对于这道题目,段昌平认为:足量锌与一定量浓硫酸反应至后来不仅没有氢气产生而且反应还停止了。原因是生成的ZnSO4覆盖在锌粒表面,阻止了反应的进行,浓硫酸未实质性被稀释,产生氢气一说没有依据[1]。关于浓硫酸与比较活泼的金属反应的还原产物,大学教材《无机元素化学》描述如下:浓硫酸是一种氧化性强酸,加热时氧化性更强,通常被还原为二氧化硫,比较活泼的金属(如锌)也可以将浓硫酸还原为硫或者硫化氢[2]。
关于段昌平的叙述,通过实验进行验证,在不加热的条件下,现象确实如上所述。但是,如果将反应条件改为加热,是否真如《无机元素化学》所述?或者先产生二氧化硫后产生氢气?为了探究浓硫酸与锌在加热条件下反应的产物,设计实验进行验证。
反应物按题目的要求选择锌粒,浓硫酸选择密度为1.80 g/mL(20 ℃),对应浓度为86.7%。针对气体产物可能是二氧化硫、硫化氢或者氢气,选用品红溶液检验二氧化硫的存在,选用硫酸铜溶液检验硫化氢气体的存在。
氢气的检验一般是将收集的气体进行燃烧实验,通过其可燃性判断是氢气。但是燃烧前需进行验纯,而且如果无法形成连续的气流,燃烧无法持续进行。如果采取爆鸣实验,声音可能太小,效果不明显。为了解决以上问题,可以将收集到的气体通入溶有洗涤剂的溶液中形成气泡,再点燃气泡,通过气泡的燃烧和爆鸣声确定氢气的存在,现象明显且没有安全隐患[3]。由于硫化氢气体也可以燃烧并伴有爆鸣声,对于检验氢气的方法可以收集反应产生的气体通入溶有泡泡水的硫酸铜溶液中形成气泡,再观察气泡颜...
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