Question

工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸，為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應，某學校學習小組進行以下探究實驗：

[一]（1）將已除去表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷的熱的濃硫酸中，10分鐘后移人硫酸銅溶液中，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(fā)生反應SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)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(shù)為              ；

[探究二]分析上述實驗中SO2體積分數(shù)的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含量有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，預計實驗的現(xiàn)象應是               ；

（7）若要測定限定體積氣體Y中H2含量（標準狀況下約有28ml　H2），除用測量H2體積方法外，否選用質(zhì)量稱量方法？做出判斷并說明理由                。

 

Answer 1

（1）鐵釘表面已經(jīng)被氧化

（2）① d   

②66.7%

(3)檢驗SO2是否被完全除盡

(4) C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O

(5)c

(6) D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍

(7) 否，用托盤天平無法稱量D或E的差量。

【解析】（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，故答案為：鐵釘表面被氧化；

（2）①亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀褪色，溶液中已經(jīng)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。

②SO2具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化鋇會產(chǎn)生白色沉淀，則n（混合氣體）=0.336L/22.4L/mol==0.015mol；

SO2 ～BaSO4

1mol  233g

n    2.33g           n=0.01mol

所以二氧化硫的體積分數(shù)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。

（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(zhì)生成。（7）中學階段質(zhì)量的稱量選擇托盤天平，分度值是0.1g，所以無法精確稱量出D或E的差量。