Question

1．某興趣小組的同學探究濃硫酸與鐵定（碳素鋼）反應后產生氣體的成分．
【查閱資料】①Fe與濃H₂SO₄反應，加熱，有SO₂生成
②C與濃H₂SO₄反應，加熱，有CO₂和SO₂生成
③SO₂可使澄清石灰水變渾濁
④SO₂可使品紅溶液的紅色褪去，而CO₂不能
⑤SO₂可與酸性KMnO₄溶液反應使其褪色，而CO₂不能
⑥堿石灰的主要成分為NaOH和CaO
【實驗探究】
（1）稱取24.0g鐵釘放入60.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到的溶液X并收集到氣體Y．甲同學通過實驗測定并推知氣體Y中SO₂氣體的體積分數為66.7%．同學們認為氣體Y中還可能還有H₂和Z氣體，則Z氣體可能是CO₂．探究實驗的主要裝置如圖所示：

（2）裝置A中試劑的作用是除去SO₂．
（3）為確認Z的存在，需要將裝置甲（如圖甲所示）接入上述裝置的（填編號）BC之間．裝置甲中的液體名稱是澄清石灰水．
（4）實驗中，如果觀察D黑色固體變紅，E中白色粉末變藍現象，則可確認Y中還有H₂氣體．

Answer 1

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，堿石灰可吸收二氧化碳進行分析；
（4）根據氫氣具有還原性，可與氧化銅反應生成水，無水硫酸銅遇水反應變藍進行分析．

解答 解：（1）根據題目所給信息：C與濃H₂SO₄在加熱時會生成CO₂，鐵釘中含有碳元素，所以Z氣體可能是二氧化碳；
（2）根據資料可知：SO₂可與酸性KMnO₄溶液反應使其褪色，而CO₂不能，且SO₂可使澄清石灰水變渾濁，會對二氧化碳的檢驗產生干擾，所以可用酸性高錳酸鉀溶液除去；
（3）檢驗二氧化碳需要用石灰水檢驗，A裝置是除去二氧化硫，防止干擾，B裝置是檢驗二氧化硫是否除盡，C中的堿石灰是為了除去二氧化碳，故澄清石灰水放于BC之間；
（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，因此若觀察到以上現象，說明氣體中有氫氣；
故答案為：
（1）CO₂；
（2）除去SO₂；
（3）B C；澄清石灰水；
（4）D黑色固體變紅，E中白色粉末變藍．

點評 在解此類題時，首先要分析題中裝置及藥品的作用，然后結合題中所給的信息和學過的知識進行分析解答．