Question

【題目】工業上常用鐵質容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：

探究一

（1）將已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是____________。

（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分應后得到溶液X并收集到氣體Y。

①甲同學認為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要確認其中的Fe2+，應選用_______選填序號）

a．KSCN溶液和氯水 b．鐵粉和KSCN溶液 c.．濃氨水 d．酸性KMnO4溶液

②乙同學取336mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應：SO2+Br2+2H2O＝2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體2.33g。由于此推知氣體Y中SO2的體積分數為____________。

探究二

分析上述實驗中SO2體積分數的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含少量的H2和Q氣體。為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）。

（3）裝置B中試劑的作用是___________。

（4）認為氣體Y中還含有Q的理由是___________（用化學方程式表示）。

（5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于____________（選填序號）。

a． A之前 b．A－B間 c．B－C間 d．C－D間

（6）如果氣體Y中含有H2，預計實驗現象應是___________。

Answer 1

【答案】 其原因是鐵釘表面被鈍化（或其它合理答案）。 應選用 d 選填序號）。 SO2的體積分數為66.7%（或其它合理答案）。 裝置B中試劑的作用是檢驗SO2是否除盡。 理由是C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 添加M于 c （選填序號）。 預計實驗現象應是D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍。

【解析】試題分析：（1）鐵釘放入冷硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應進一步進行。

（2）①亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀褪色，溶液中已經有三價鐵離子，選擇a會造成干擾；b能檢驗三價鐵離子的存在；選c生成兩種沉淀，受氫氧化鐵沉淀顏色的影響無法分辨；Fe2+與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應，Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色，故選d； SO2具有還原性，通入足量溴水中，發生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化鋇會產生白色沉淀，則n（混合氣體）=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol，根據對應關系：SO2～ BaSO4，

n（SO2）=n（BaSO4）=2.33g÷233g/mol，解得n（SO2）=0.01mol，所以二氧化硫的體積分數為：0.01mol÷0.015mol×100%=66.7%。

（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以B可以檢驗A中是否完全除去二氧化硫。

（4）在加熱時，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應，碳也和濃硫酸反應生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

（5）Q為二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，選擇a或b受二氧化硫的影響無法判斷二氧化碳的存在，選d時二氧化碳被堿石灰吸收，B－C間加入澄清石灰水可檢驗CO2，故選c。

（6）氫氣還原氧化銅會生成水蒸氣能使白色的硫酸銅粉末變藍色，同時有紅色的銅單質生成，故答案為：D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍。