Question

【題目】下面是某校化學研究性學習小組探究的過量的Fe與濃硫酸反應的實驗：

I.甲同學設計如下實驗反應得到的混合氣體中含有SO2、H2、H2O

己知：CaSO3受熱易分解

(1)寫出過量Fe粉與濃硫酸反應產生等體積的SO2與H2的總化學方程式：________。

(2)若按氣體從左到右的流向，為達到實驗目的，各裝置連接順序是A→______(不可重復使用）。

(3)A中導管的作用為______，裝置E中的干燥管中盛放的物質為堿石灰，其作用是________。

(4)證明有H2存在的實驗現象是_________。

II．為測定混合氣體中SO2的體積分數,，乙同學設計了如下實驗方案：

(5) W溶液可以是下列溶液中的______（填字母代號）；

A.H2O2溶液 B.NaOH溶液 C.KMnO4溶液(硫酸酸化) D.氯水

該混合氣體中二氧化硫的體積分數為_______（用含V、m的代數式表示）。

(6)丙同學使用cmol/LxmLI2的淀粉溶液(過量)吸收混合氣體，充分反應后，用0.1000mol/L的Na2S2O3標準溶液去滴定I2的淀粉溶液，達到滴定終點時消耗Na2S2O3的體積為20mL，該混合氣體中二氧化硫的體積分數為______(用含V、c、x的代數式表示)[已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-]。

Answer 1

【答案】 2Fe+3H2SO4===2FeSO4+SO2+H2+2H2O D→B→C→F→E 安全管，平衡氣壓 防止空氣中的水分干擾實驗，吸收多余的SO2 F中黑色固體粉末變?yōu)榧t色，E中無水硫酸銅變藍 AD

【解析】(1)根據原子守恒可知過量Fe粉與濃硫酸反應產生等體積的SO2與H2的總化學方程式為2Fe+3H2SO4＝2FeSO4+SO2↑+H2↑+2H2O。(2)由于通過溶液會帶出水蒸氣，首先檢驗水蒸氣，利用品紅溶液檢驗SO2，氫氣和氧化銅反應之前還需要干燥氫氣，且SO2有毒、還需要防止空氣中水蒸氣，所以若按氣體從左到右的流向，為達到實驗目的，各裝置連接順序是A→D→B→C→F→E。(3)反應中產生氣體，因此A中導管的作用為安全管，平衡氣壓；裝置E中的干燥管中盛放的物質為堿石灰，其作用是防止空氣中的水分干擾實驗，吸收多余的SO2。(4)氫氣還原氧化銅生成銅和氫氣，則證明有H2存在的實驗現象是F中黑色固體粉末變?yōu)榧t色，E中無水硫酸銅變藍。(5) 由于亞硫酸鋇不穩(wěn)定，因此應該轉化為硫酸鋇，所以W應該具有氧化性，能把SO2氧化，且不能引入硫酸根，所以選擇雙氧水或氯水，答案選AD。硫酸鋇是mg，則根據硫原子守恒可知SO2是，所以該混合氣體中二氧化硫的體積分數為。(6)根據方程式I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可知該混合氣體中二氧化硫的體積分數為。