Question

(14分)為研究盛裝濃硫酸的鐵質材料(碳素鋼)與濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：
[實驗]取一鐵釘放入一定體積濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。
①甲同學認為x中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺。若要確認其中的Fe²⁺，應選用           (選填序號)
KSCN溶液和氯水   b．鐵粉和KSCN溶液   c．濃氨水   d．酸性：KMn0₄溶液
②為分析氣體成分，乙同學取448mL(標準狀況)氣體Y通人足量溴水中，發生的反應式 為：Br₂+SO₂+2H₂0====2HBr+H₂S0₄，然后加入足量BaCl₂溶液，經適當操作后得干燥 固體2．33 g
[提出猜想]   
分析上述實驗中SO₂的體積分數的結果，同學們認為Y中還可能含有其它氣體并作如下
猜測：
猜想一：Y氣體中可能含有H₂；
猜想二：                    
猜想三：                    
[設計實驗，驗證猜想]
為驗證以上猜想，同學們準備用下列裝置設計探究實驗(裝置可重復使用，夾持儀器省
略)。

(1)實驗裝置連接次序為A→         →         →F         →         →F
(2)裝置B中試劑作用是                       。
(3)猜想一的理由是                            (用化學方程式表示)。
(4)如果猜想一成立，預計實驗現象應該是                         。

Answer 1

①d
②猜想二：Y氣體中可能含有CO₂；
猜想三：Y氣體中可能含有H₂和CO₂
（1）B  C  E  D
（2）檢驗SO₂是否除盡
（3）Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑
（4）E中固體由黑變紅，D中固體由白變藍色

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二褪色，故答案為：d；
②除SO₂外，根據反應：C＋H₂SO₄(濃)CO₂↑＋SO₂↑＋H₂O   Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑可知，氣體中可能含有CO₂、H₂，有三種情況：只有H₂、只有CO₂、兩氣體均有CO₂、H₂
（1）根據鐵釘（或碳素鋼）中含有碳元素，推斷所的氣體中可能含有二氧化碳，結合圖中設計裝置的目的，可知檢驗二氧化碳的方法是首先將二氧化硫除去→確認二氧化硫已經完全除去→澄清石灰水，對于氫氣的檢驗則可通過與灼熱氧化銅的反應現象和對產物水的驗證來實現，驗證氣體存在的順序為：SO₂→CO₂→CO和H₂被氧化→H₂O→CO₂，實驗中要避免其它物質的性質干擾，故答案為：B→C→F→E→D；
（2）CO₂氣體和SO₂氣體都能使澄清石灰水變渾濁，檢驗CO₂氣體的存在應先除去SO₂氣體并檢驗是否除盡，故答案為：檢驗SO₂是否除盡；
（3）氣體中如含有H₂，發生的反應為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，故答案為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）含有H₂，與CuO在加熱條件下反應生成銅和水，E中固體由黑色氧化銅生成紅色銅，D中無色硫酸銅吸水生成五水硫酸銅藍色晶體，故答案為：E中固體由黑變紅，D中固體由白變藍色．