Question

【題目】工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸。某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：

（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(wú)明顯變化，其原因是___________________。

(2)另取該鐵釘樣品放入一定體積的濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。取336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33 g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為___________。

（探究二）

分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含H2和Q氣體。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)。

(3)裝置B的作用是___________________。

(4)認(rèn)為氣體Y中還含有Q的理由是________________________________(用化學(xué)方程式表示)。

(5)為確認(rèn)Q的存在，則M中盛放的試劑為___________，需將裝置M添加于________(填序號(hào))。

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(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是_____________________________________。

Answer 1

【答案】鐵在濃硫酸中鈍化，不再與硫酸銅溶液反應(yīng) SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+Br- 66.7% 檢驗(yàn)SO2是否除盡 C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O 澄清石灰水 c D中黑色粉末變紅，E中白色粉末變藍(lán)

【解析】

探究二：裝置A中盛放高猛酸鉀可以用于吸收二氧化硫，B可用于檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，C用于干燥氣體，在加熱條件下，氫氣與CuO反應(yīng)，E用于檢驗(yàn)水的生成，F可防止空氣中的水進(jìn)入E裝置，為了檢驗(yàn)是否生成二氧化碳，可在B、C之間添加盛有澄清石灰水的M，以此解答該題。

(1)鐵釘放入冷硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。

(2)濃硫酸有較強(qiáng)氧化性，與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)優(yōu)先體現(xiàn)硫元素的氧化性，所以氣體Y中一定有二氧化硫，溴水有較強(qiáng)氧化性可將二氧化硫氧化成硫酸，離子方程式為：SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+Br-；加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33 g，該固體為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為：，根據(jù)元素守恒可知n(SO2)=0.01mol，標(biāo)況下的體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，所以體積分?jǐn)?shù)為：=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(yàn)A中是否完全除去二氧化硫；

(4)鐵釘除鐵以外還有少量碳單質(zhì)，在加熱時(shí)，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應(yīng)，碳也和濃硫酸反應(yīng)生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O，所以氣體還含有二氧化碳；

(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(wú)法判斷二氧化碳的存在，選d時(shí)二氧化碳被堿石灰吸收，所以選c；

(6)氫氣還原氧化銅會(huì)生成水蒸氣能使白色的硫酸銅粉末變藍(lán)色，同時(shí)有紅色的銅單質(zhì)生成。