Question

（18分）鐵、鋁與冷濃硫酸可發生鈍化現象，故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）將已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）m g放入稀硫酸中，鐵釘表面現象為           。取出鐵釘用蒸餾水洗滌后干燥，置于冷濃硫酸中，10分鐘后移入稀硫酸溶液中，觀察，開始一段時間鐵釘表面無明顯變化，其原因是              。
（2）另稱取鐵釘放入足量冷濃硫酸中，加熱，充分反應后，過濾得到、溶液X并收集到氣體Y。
①甲同學認為X中除鐵單質外外還可能含有Fe³⁺、Fe²⁺。若要確認其中的Fe²⁺，可選擇試劑為_________________，現象是_______________________________________________。
②乙同學根據氧化還原反應原理，認為氣體中必然含有SO₂，取336ml（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應離子方程式為：________________________________________。
然后加入足量BaCl₂溶液，經適當操作后得干燥固體2.33g。由于此推知氣體Y中SO₂的體積分數為           。
[探究二]
分析上述實驗中SO₂體積分數的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含量有H₂和Q氣體。為此設計了下列探究實驗狀置（圖中夾持儀器省略）加以驗證。

（3）裝置的連接順序是________________________________。
（4）除了C中的現象證明Q存在為，認為氣體Y中還含有Q的理由是           （用化學方程式表示）。
（5）混合氣體可能由H₂、Q、SO₂中的一種或多種氣體組成，經測定其含氧量為50%，則該氣體可能：①僅由SO₂組成；②由H₂和Q組成；③由H₂和SO₂組成；④由Q、SO₂組成；⑤由H₂、Q和SO₂組成；其中可能正確的有（　　）

A．①

B．②③④

C．①②⑤

D．③④⑤

Answer 1

（1）有氣泡冒出    鐵釘表面被鈍化（或其他合理答案）
（2）①酸性高錳酸鉀溶液   酸性高錳酸鉀溶液褪色 （或其他合理答案）     
②  SO₂+Br₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2 Br ^-    66.7%
（3）B A C E D F E   
（4）
（5）c

試題分析：
（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘表面形成一層致密的氧化保護膜，阻止內層鐵的進一步發生反應。
（2）Fe²⁺能使酸性的高錳酸鉀褪色，溶液中已經有Fe³⁺，選擇堿會造成干擾，氫氧化鐵紅褐色的顏色影響無法辨別氫氧化亞鐵的白色沉淀是否生成。
（3）品紅可以檢驗A中是否完全除去SO₂
（4）
（5）經測定其含氧量為50%；氫氣中不含氧元素；通過計算，CO₂中氧元素的質量分數為72.7%，二氧化硫中氧元素的質量分數為50%．因此如果是一種物質就只能是二氧化硫，①可能正確；如果是兩種物質，由H₂和SO₂組成時，小于50%，③不正確；只能是由H₂和CO₂組成，②可能正確；由CO₂、SO₂組成，大于50%，④不正確。由H₂、CO₂和SO₂三種物質組成，⑤可能正確。故選C