Question

【題目】回答以下問題：
（1）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 ．
（2）另稱取已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）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+ ． 寫出生成Fe2+所有可能的離子方程式： ．
②乙同學取336ml（標準狀況）氣體Y通入足量氯水中，發生反應的化學方程式為： ．
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 ．
（3）向100ml水中投入Na和Al共16克，充分反應后剩余金屬1g．計算放出H2的體積為升（標準狀況下）
（4）向含有0.3mol NaAlO2的溶液中滴加1mol/L HCl，當生成7.8克沉淀時，加入鹽酸的體積為mL
（5）向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入120ml 2.2mol/L的硫酸溶液中，充分反應后生成896mL標準狀況下的氣體，得不溶物1.28g，過濾后，向濾液中加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL時開始出現沉淀，則濾液中FeSO4的物質的量濃度為（設濾液體積為120ml）mol/L．

Answer 1

【答案】
（1）鐵表面被鈍化
（2）Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；66.7%
（3）13.44
（4）100或900
（5）1.87
【解析】解：（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鈍化阻止反應進一步進行，所以答案是：鐵表面被鈍化；（2）①在加熱條件下，濃硫酸與Fe反應生成Fe3+ ， 當溶液濃度減小時，硫酸氧化性減弱，生成Fe2+ ， 反應的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑，如硫酸完全消耗，且鐵過量時，還會發生Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 所以答案是：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；②SO2具有還原性，通入足量溴水中，發生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 ， n（混合氣體）= =0.015mol，

SO2→	BaSO4
1mol	233g
n	2.33g

n=0.01mol
則 SO2的體積分數： =66.7%，
所以答案是：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；66.7%；（3）Al和水不反應，所以剩余金屬應該是Al，反應方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可以得出關系式Na～NaOH～Al，則參與反應的Na和Al的質量之比為23：27，Na和Al的質量和為15g，所以n（Na）= =0.3mol，n（Al）= =0.3mol，根據Na、Al和氫氣之間的關系式得氫氣體積=（0.3mol×0.5+0.3mol×1.5）×22.4L/mol=13.44L，所以答案是：13.44；（4）n（Al（OH）3）= =0.1mol＜0.3mol，一種情況是：鋁元素存在于偏鋁酸鈉和氫氧化鋁中，此時鹽酸少量，只能沉淀一部分AlO2﹣ ， 根據NaAlO2+HCl+H2O=Al（OH）3↓+NaCl得，n（HCl）=n（Al（OH）3）=0.1mol，則鹽酸體積= =100mL；
另一種情況是鋁元素存在于氯化鋁和氫氧化鋁中，此時鹽酸較多，先把AlO2﹣全部沉淀，后又將部分沉淀溶解，生成氫氧化鋁需要n（HCl）=n（NaAlO2）=n（Al（OH）3）=0.3mol，溶解Al（OH）3生成氯化鋁需要鹽酸的n（HCl）=3n（AlCl3）=3×（0.3﹣0.1）mol=0.6mol，所以需要鹽酸體積= =900mL，
所以答案是：100或900；（5）固體混合物和稀硫酸反應后有固體剩余，說明溶液中不存在鐵離子，向濾液中加入加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL時開始出現沉淀，說明硫酸有剩余，鐵先和銅離子后和氫離子發生置換反應，所以濾液中的溶質是硫酸、硫酸亞鐵，n（H2SO4）=2.2mol/L×0.12L=0.264mol，與氫氧化鈉反應的硫酸的物質的量= n（NaOH）= ×2mol/L×0.04L=0.04mol，剩余的硫酸的物質的量=0.264mol﹣0.04mol=0.224mol，剩余硫酸與固體反應生成了硫酸亞鐵，根據硫酸和硫酸亞鐵的關系式計算硫酸亞鐵的物質的量濃度為： =1.87mol/L，所以答案是：1.87．