Question

工業上常用鐵質容器盛裝冷濃酸．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：
[探究過程]
（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⁺，應先用______選填序號）．
a．鐵粉和KSCN溶液　b．KMnO₄酸性溶液　　c．濃氨水　　　d．KSCN溶液和氯水
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______．

Answer 1

解：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，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，故答案為：鐵表面被鈍化；
（2）①+2價亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色，溶液中已經有+3價鐵離子，選擇a會造成干擾，選b只能檢驗溶液中含有+3價鐵離子，選c會造成兩種沉淀，受氫氧化鐵顏色的影響無法辨別，只能選d，故答案為：d；
②SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
n（混合氣體）==0.015mol，
SO₂→BaSO₄
1mol 233g
n 2.33g
n=0.01mol
則 SO₂的體積分數：×100%=66.7%，
故答案為：66.7%．
分析：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘鈍化；
（2）①利用+2價亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色來檢驗；
②生成的SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，利用硫元素的守恒，結合關系式：SO₂→BaSO₄求出SO₂的體積分數．
點評：本題綜合考查元素化合物知識、提出假設并設計實驗方案的能力和文字表達能力，開放性較強，涉及濃硫酸的強氧化性，C、S與Fe及其化合物的性質，題目難度中等．