Question

【題目】兩個(gè)化學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：第一組：為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)．
（1）稱取鐵釘（碳素鋼）12.0g放入30.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+ ． 若要確認(rèn)其中是否含有Fe2+ ， 應(yīng)選擇加入的試劑為（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(xué)取672mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體4.66g．據(jù)此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）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中還可能含量有H2和CO2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寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式 ．
④裝置A中試劑的作用是 ， 裝置G中試劑的作用是 ．
⑤簡述確認(rèn)氣體Y中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ．
⑤如果氣體Y中含有H2 ， 預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是 ．
（2）第二組：擬用下列裝置定量分析空氣中SO2的含量： ①KMnO4溶液中導(dǎo)管末端做成球狀多孔結(jié)構(gòu)的作用是
②該實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)知道的數(shù)據(jù)有氣體流速aL/min、酸性KMnO4溶液的體積bL，其濃度為cmol/L．若從氣體通入到紫色恰好褪去，用時(shí)5分鐘．則此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為g/L．（己知KMnO4被還原的產(chǎn)物通常為Mn2+）

Answer 1

【答案】
（1）d；66.7%；C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O；除去混合氣體中的SO2；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F；B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁；E中黑色固體變紅色，F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍(lán)色
（2）增大氣體與溶液的接觸，使氣體充分被吸收；
【解析】解：（1）①溶液為Fe3+和Fe2+離子的混合物，加入KSCN溶液和氯水、鐵粉和KSCN溶液、濃氨水都不能檢驗(yàn)亞鐵離子的存在，亞鐵離子具有還原性，高錳酸鉀溶液呈紫色，具有氧化性，可與亞鐵離子在酸性條件下反應(yīng)二褪色，所以答案是：d；②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 ， H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2﹣﹣﹣﹣﹣BaSO4 ，
設(shè)二氧化硫的體積為V，
SO2﹣﹣﹣﹣﹣BaSO4 ，
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL，
所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)= ×100%=66.7%，所以答案是：66.7%；②碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應(yīng)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，所以答案是：C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O；③二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2MnO4﹣+2H2O=5SO42﹣+2Mn2++4H+ ， 裝置G中試劑的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F，避免裝置F吸收空氣中水蒸氣影響檢驗(yàn)，所以答案是：除去混合氣體中的SO2；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F；④確認(rèn)氣體Y中含有CO2 ， 應(yīng)完全排除二氧化硫的干擾，當(dāng)B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁，可說明含有CO2 ， 所以答案是：B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁；⑤氫氣具有還原性，能還原性，能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì)，同時(shí)生成水，水能使無水硫酸銅變藍(lán)色，這是檢驗(yàn)水的特征反應(yīng)，所以如果D中氧化銅變紅，E中無水硫酸銅變藍(lán)，則證明含有氫氣，所以答案是：E中黑色固體變紅色，F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍(lán)色；（2）①KMnO4溶液中導(dǎo)管末端做成球狀多孔結(jié)構(gòu)可以增大氣體與溶液的接觸，使氣體充分被吸收．所以答案是：增大氣體與溶液的接觸，使氣體充分被吸收；②通入空氣體積a L/min×5min=5aL，KMnO4物質(zhì)的量為bL×cmol/L=bcmol，
5SO2+2KMnO4+2H2O=2H2SO4+2MnSO4+K2SO4
5 2
n（SO2） bcmol
所以 n（SO2）= bcmol，質(zhì)量為 bcmol×64g/mol=160bcg，此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為 g/L= g/L，所以答案是： ．