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）將已去除表面氧化物的鐵釘（含單質碳）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 ．
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分應后得到溶液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+ ， 應先用（選填序號）．
a．KSCN溶液和氯水 b．鐵粉和KSCN溶液 c．濃氨水 d．酸性KMnO4溶液
②乙同學取336mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應：Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr，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（標準狀況下）的體積為 ．
（3）[探究二]
分析上述實驗中SO2體積的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含量有H2和CO2氣體．為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）．

裝置B中試劑的作用是 ．
（4）認為氣體Y中還含有CO2的理由是（用化學方程式表示）．
（5）為確認CO2的存在，需將M（裝有澄清石灰）添加于 （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）d；224mL
（3）檢驗二氧化硫是否除盡
（4）C+2H2SO4（濃硫酸） 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】解：（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，發生鈍化現象，故答案為：鐵釘表面被鈍化；（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，故選d，
故答案為：d；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）= =0.015mol；

SO2	～	BaSO4
1mol		233g
n		2.33g

n=0.01mol
所以二氧化硫的體積為：0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故答案為：224mL；（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，故答案為：檢驗二氧化硫是否除盡；（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（濃硫酸） CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案為：C+2H2SO4（濃硫酸） 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，故答案為：D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍．
（1）常溫條件下，鐵與濃硫酸能產生鈍化現象；（2）根據亞鐵離子的性質選取試劑，亞鐵離子有還原性，可用強氧化性的物質檢驗，且必須有明顯的實驗現象；（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，從而檢驗二氧化硫是否存在；（4）根據鐵釘的成分分析，鐵釘中的鐵和碳在加熱條件下都能與濃硫酸發生氧化還原反應；（5）根據二氧化硫和二氧化碳的性質分析選擇位置；（6）根據氫氣的性質分析，氫氣具有還原性，能還原黑色的氧化銅而生成水，水能使白色的無水硫酸銅變藍．