Question

2．冷的濃硫酸、濃硝酸在工業(yè)上常用鐵質容器盛裝．為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某�；瘜W學習小組進行了以下探究活動：
（1）稱鐵釘9.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液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d．
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乙同學將氣體Y通入足量的硝酸鋇溶液中，觀察到有白色沉淀生成，請寫出反應的離子方程式：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（2）丙同學認為氣體Y中還可能含有H₂和Q氣體．為此設計了如圖探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）

①認為氣體Y中還含有Q的理由是C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O（用化學方程式表示）．
②為確認Q的存在，需在裝置中添加M于c．
a． A之前      b．A-B間       c．B-C間       d．C-D間
③若要測定限定體積氣體Y中H₂ 的含量（標準狀況下約有28mLH₂），除可用測量H₂ 體積的方法外，可否選用稱量質量的（用中學化學實驗室最常用的稱量器具）方法否，理由是用托盤天平無法稱量D或E的差量．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)亞鐵離子的性質選取試劑，亞鐵離子有還原性，可用強氧化性的物質檢驗，且必須有明顯的實驗現(xiàn)象；
②二氧化硫能夠與硝酸鋇溶液反應生成硝酸、硫酸鋇和一氧化氮氣體，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（2）①根據(jù)鐵釘?shù)某煞址治觯�鐵釘中的鐵和碳在加熱條件下都能與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應；
②根據(jù)二氧化硫和二氧化碳的性質分析選擇位置；
③計算出氫氣的物質的量及生成水的質量，然后根據(jù)中學階段質量的稱量選擇托盤天平，分度值是0.1g進行判斷．

解答 解：（1）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，只有d能夠具有亞鐵離子，
故答案為：d；
②SO₂為酸性氧化物，溶于水溶液顯示酸性，通入硝酸鋇后發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鋇、NO氣體和硝酸，反應的離子方程式為：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（2）①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（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②Q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，所以應該放在B-C之間，即c正確，
故答案為：c；
③標況下28mL氫氣的物質的量為：$\frac{0.028L}{22.4L/mol}$=0.00125mol，生成水的質量為：18g/mol×0.00125mol=0.0225g，即D、E的質量差小于0.1g，
而中學階段質量的稱量選擇托盤天平，分度值是0.1g，無法精確稱量出D或E的差量，所以不能用通過托盤天平稱量質量差的方法測量氫氣含量，
故答案為：否；用托盤天平無法稱量D或E的差量．

點評 本題考查了濃硫酸的性質、實驗方案的設計與評價，題目難度中等，注意掌握性質實驗方案設計的原則及評價方法，明確常見氣體的性質及檢驗方法，（2）③為易錯點，需要通過計算進行判斷．