Question

【題目】為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進行了以下探究活動：

[探究一]

（1）常溫下，可以用鐵質容器盛放冷的濃硫酸，其原因是__；

（2）稱取碳素鋼6g放入15mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到混合氣體Y。

①甲同學隊為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+。若要確認其中的Fe2+，應選用___(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560mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中，發生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反應，然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體4.66g，由此推知氣體Y中SO2的體積分數為__。

[探究二]根據上述實驗中SO2體積分數的分析，丙同學認為氣體Y中除SO2外還可能含有Q1和Q2兩種氣體，其中Q1氣體，存標準狀況下密度為0.0893g/L。為此設計了下列探究實驗裝置(假設有關氣體完全反應)。

（3）裝置B中試劑的作用是___。

（4）分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的___(用化學方程式表示)。

（5）已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水，為確認Q2的存在，需在裝置中添加M于____(填序號)。

A．A之前 B．A—B間 C．B—C間 D．C—D間

（6）確認Q1氣體存在的實驗現象是____。

[探究三]如圖是實驗室進行二氧化硫制備與性質實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。

（7）下列有關說法不正確的是___

A．關閉K2，打開Kl，滴加硫酸，則裝置B中每消耗1molNa2O2，轉移電子數為2NA

B．關閉Kl，打丌K2，試劑X是酸性KmnO4或FeCl3溶液，均可證明SO2有還原性

C．為防止環境污染，裝置C和E中的試劑均取用NaOH溶液

D．實驗過程中體現了硫酸的酸性、吸水性、難揮發性、強氧化性

Answer 1

【答案】常溫下，鐵在濃硫酸中表面被鈍化 D 0.80 檢驗SO2是否除盡 C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O C D中固體由黑變紅，E中固體由白變藍 D

【解析】

（1）常溫下，鐵遇冷的濃硫酸發生氧化還原反應，在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進一步的反應，即發生鈍化現象，
故答案為：常溫下，鐵遇濃硫酸發生鈍化現象；

（2）①亞鐵離子具有還原性，而酸性高錳酸鉀有氧化性，發生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子和亞鐵離子同時存在時，應該用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，故D正確，

故答案為：D；

②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，

所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關系式為SO2～BaSO4，設二氧化硫的體積為V，

SO2～BaSO4，
22.4L 233g
V 4.66g
則：V==0.448L，所以二氧化硫的體積分數為：×100%=80%，

故答案為：80%；

（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，

故答案為：檢驗SO2是否除盡；

（4）碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O，

故答案為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O；

（5）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫還能使品紅溶液褪色，所以要檢驗二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾，B裝置是檢驗二氧化硫是否除盡，所以澄清石灰水應放置在B和C之間，即在通入堿石灰之前檢驗，

故答案為：c；

（6）Q1是密度最小的氣體，所以Q1是氫氣，氫氣具有還原性，能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質，同時生成水，水能使無水硫酸銅變藍色，這是檢驗水的特征反應，所以如果D中氧化銅變紅，E中無水硫酸銅變藍，則證明含有氫氣，

故答案為：D中固體由黑色變紅色和E中固體由白色變藍色；

（7）

A．關閉K2，打開K1，滴加硫酸，則裝置B中發生SO2+Na2O2=Na2SO4，每消耗1molNa2O2，轉移電子數為2NA，故A正確；

B．關閉K1，打開K2，酸性KMnO4或FeCl3溶液具有強氧化性，可與二氧化硫發生氧化還原反應，均可證明SO2有還原性，故B正確；

C．飽和石灰水濃度低，不能用于尾氣吸收，裝置C和E中的試劑均為NaOH溶液，故C正確；

D．實驗過程中體現了硫酸的酸性、難揮發性，不能體現強氧化性以及吸水性，故D錯誤。

答案選D。