Question

（2011年江蘇南京，27題）某興趣小組的化學探究濃硫酸與鐵釘(碳素鋼)反應后產生氣體的成分。
【查閱資料】①Ｆｅ與濃Ｈ_２ＳＯ_４  反應，加熱，有ＳＯ_２生成 ，
②Ｃ與濃Ｈ_２ＳＯ_４  反應，加熱，有ＣＯ_２和ＳＯ_２生成，
③ＳＯ_２ 可使澄清石灰水變渾濁，
④ＳＯ_２可使口紅溶液的紅色褪去，而ＣＯ_２不能。
⑤ＳＯ_２可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而ＣＯ_２不能。
⑥堿石灰的主要成分是ＮａＯＨ和ＣａＯ
【實驗探究】稱取24.0克鐵釘放入60.0ｍｌ濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。甲同學通過實驗測定并推知氣體Y中ＳＯ_２的體積分數為66.7%。同學們認為氣體Y中還可能含有Ｈ_２和Z氣體，則Z氣體可能是     。探究實驗的主要裝置如下圖所示：

⑵裝置A中試劑的作用是        。 
⑶為確認Z的存在，需將裝置甲(如圖所示)拉入上述裝置(填編號)     之間。裝置甲中的液體名稱是       。

⑷在實驗中，如果觀察到裝置D中                            ，且裝置E中                      ，則可確認Y中含有Ｈ_２氣體。
⑸如果需要測定限定體積氣體Y中Ｈ_２的含量，(Ｈ_２約為0.01克)。除可用測量
Ｈ_２體積的方法外，       (選填“能”或“不能”)用稱量上圖裝置D裝置E的質量變化的方法，通過計算并說明你判斷的理由。

Answer 1

⑴CO₂  ⑵  除去SO₂   ⑶ BC  澄清石灰水   ⑷ 黑色固體出現紅色  白色固體出現藍色   ⑸能(或不能)(回答“能”或“不能”只要理由匹配均可給分)
解：設0.01克氫氣與D中氧化銅充分反應后生成水的質量為X。
H₂+CuOCu+H₂O
2            18
0.01克       X

X＝0.09g
由生成水的質量可知：
水中含有的氧元素的質量為：0.09克-0.01克=0.08克，則參加反應的氧化銅中氧元素的質量為0.08克。
反應前后，裝置D中質量的變化為參加反應的氧化銅中氧元素的質量，裝置E中質量的變化為生成水的質量，裝置D、裝置E的質量變化分別為0.08克和0.09克。
能，可能電子天平稱量出裝置D或裝置E的差量。
(或不能，因為實驗室中托盤天平只能準確稱到0.1克)
(本題中的計算如不通過化學方程式進行，過程合理均可給分

分析：（1）根據碳會與濃硫酸反應進行分析；
（2）根據SO₂可與酸性KMnO₄溶液反應進行分析；
（3）根據驗證二氧化碳常用石灰水驗證，堿石灰是吸收二氧化碳的進行分析；
（4）根據氫氣具有還原性，生成水進行分析；
（5）根據氫氣還原氧化銅寫出方程式，列出比例式進行解答．
解答：解：（1）C與濃H₂SO₄在加熱時加熱會生成CO₂，鐵釘中含有碳元素，所以，故答案為：CO₂；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，會與二氧化硫反應，不會與二氧化碳反應，二氧化硫會對二氧化碳的檢驗產生干擾，故答案為：除去SO₂；
（3）檢驗二氧化碳需要用石灰水檢驗，C中的堿石灰是為了除去二氧化碳，故答案為：B C；澄清石灰水；
（4）氫氣具有還原性會將黑色的氧化銅還原成紅色的銅，生成的水會使無水硫酸銅變藍色，故答案為：黑色固體出現紅色；白色固體出現藍色；
（5）根據題中的敘述列出方程式，然后根據比例式求解水的質量，然后根據題中的數據比較解答．
能（或不能）
解：設0.01g的H₂與D中的CuO充分反應后可生成的水的質量為x
H₂+CuOCu+H₂O
2            18
0.01g         x

x=0.09g
由生成的水的質量可知：
水中含有的氧元素質量為0.09g-0.01g=0.08g，則參加反應的CuO中氧元素的質量為0.08g；
反應前后，裝置D中的質量變化為參加反應的CuO中氧元素的質量，裝置E的質量變化為生成水的質量，裝置D、裝置E的質量變化分別為0.08g和0.09g．
能．可用電子天平稱量出裝置D或裝置E的差量．
（或不能，因為實驗室中托盤天平只能稱準0.1g．）