Question

【題目】工業上常用鐵質容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動。

【探究一】

（1）甲同學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，鐵釘表面無明顯變化，其原因是____________________。

【探究二】

（2）另稱取鐵釘6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。乙同學取336 mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應：SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體2.33 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數為________。

分析上述實驗中SO2體積分數的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）：

（3）裝置B中試劑的作用是________。

（4）認為氣體Y中還含有Q的理由是_____________________（用化學方程式表示）。

（5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于________（選填序號）。

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，預計實驗現象應是_________________。

Answer 1

【答案】（1）鐵釘表面被鈍化（2）66.7%

（3）檢驗SO2是否除盡

（4）C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O（5）c

（6）D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍

【解析】

試題分析：（1）鐵釘放入冷硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應進一步進行；

（2）①亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀褪色，溶液中已經有三價鐵離子，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。

②SO2具有還原性，通入足量溴水中，發生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化鋇會產生白色沉淀，則n（混合氣體）=0.336L/22.4L/mol==0.015mol；

n=0.01mol

所以二氧化硫的體積分數為：0.01mol/0.015mol×100%=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A中是否完全除去二氧化硫。

（4）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）CO2↑+2SO2↑+2H2O。

（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法判斷二氧化碳的存在，選d時二氧化碳被堿石灰吸收。故選C；

（6）氫氣還原氧化銅會生成水蒸氣能使白色的硫酸銅粉末變藍色，同時有紅色的銅單質生成。