Question

9．某化學興趣小組為研究生鐵（含碳）與濃硫酸的反應情況及產(chǎn)物性質，設計如下實驗．請回答下列問題：

（1）按如圖1所示裝置進行實驗（夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出）．儀器b的名稱為分液漏斗：實驗過程中，裝置B中觀察的現(xiàn)象是品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅；裝置C中有白色沉淀生成，該沉淀是BaSO₄（填化學式）．
（2）裝置A中還會產(chǎn)生CO₂氣體，請寫出產(chǎn)生CO₂的化學方程式：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（3）為了驗證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO₂，應先從下列①～④中選出必要的裝置如圖2連接A裝置中c處管口，從左到右的順序為③②④（填序號）；然后再進行的操作是從a處多次鼓入N₂，其目的是趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂影響實驗．
（4）某同學通過驗證實驗后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H₂，理由是Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）由裝置圖可知，儀器b為分液漏斗，生鐵（含碳）與濃硫酸反應生成二氧化硫，可使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色，濕潤的石蕊試紙變紅；硝酸具有強氧化性，把二氧化硫通入硝酸鋇溶液，會生成硫酸鋇沉淀；
（2）碳與濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫與水；
（3）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應先用酸性高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水檢驗二氧化碳；
由于裝置有空氣，空氣中含有二氧化碳，開始鼓入氮氣，排盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂影響實驗；
（4）隨著反應的進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，F(xiàn)e和稀硫酸反應生成氫氣．

解答 解：（1）由裝置圖可知，儀器b為分液漏斗，生鐵（含碳）與濃硫酸反應生成二氧化硫，可使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色，濕潤的石蕊試紙變紅；硝酸具有強氧化性，把二氧化硫通入硝酸鋇溶液，會生成硫酸鋇沉淀，
故答案為：分液漏斗；品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅；BaSO₄；
（2）碳與濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫與水，反應方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應先用酸性高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水檢驗二氧化碳，從左到右的順序為③②④；
由于裝置有空氣，空氣中含有二氧化碳，開始鼓入氮氣，排盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂影響實驗，
故答案為：③②④；趕盡裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂影響實驗；
（4）隨著反應的進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔現(xiàn)e和稀硫酸反應生成氫氣，反應離子方程式為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．

點評 本題考查濃硫酸的性質實驗、二氧化硫與二氧化碳的檢驗等，主要是二氧化硫性質的分析應用，注意二氧化硫、二氧化碳檢驗先后順序，二氧化硫不能使酸堿指示劑褪色，題目難度中等．