19.為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng),某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進(jìn)行了以下探究活動(dòng):
【探究一】(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,其原因是鐵在冷的濃硫酸中鈍化,表面生成致密氧化膜.
(2)稱取碳素鋼6.0g放入15.0mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y.
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+.若要確認(rèn)其中的Fe2+,應(yīng)選用D(選填序號(hào)).
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(xué)取560mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反應(yīng),然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66g.由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為80%.
【探究二】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的分析,丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體,其中Q1氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度為0.0893g•L-1.為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng)).

(3)裝置B中試劑的作用是確認(rèn)二氧化硫已經(jīng)除盡.
(4)分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O(用化學(xué)方程式表示).

(5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水,為確認(rèn)Q2的存在,需在裝置中添加洗氣瓶M于C(填序號(hào)).
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Q1,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是  D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍(lán).

分析 (1)常溫下,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象;
(2)亞鐵離子有還原性,能還原酸性高錳酸鉀溶液而使其褪色;根據(jù)硫酸鋇與二氧化硫的關(guān)系式計(jì)算二氧化硫的體積,再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)公式計(jì)算;
(3)二氧化硫能使品紅溶液褪色,據(jù)此判斷是否含有二氧化硫;
(4)碳素鋼中含有碳,加熱條件下,碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳;
(5)用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳,首先要排除二氧化硫的干擾;
(6)Q1氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度為0.0893g•L-1,其相對(duì)分子質(zhì)量為2,所以是氫氣,氫氣檢驗(yàn)還原性,能含有氧化銅同時(shí)生成水,水能使無水硫酸銅變藍(lán).

解答 解:(1)常溫下,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步的反應(yīng),即發(fā)生鈍化現(xiàn)象,所以反應(yīng)片刻后取出觀察,鐵釘表面無明顯變化,
故答案為:鐵在冷的濃硫酸中鈍化,表面生成致密氧化膜;
(2)①亞鐵離子具有還原性,而酸性高錳酸鉀有氧化性,發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色,故選D;
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2-----BaSO4,設(shè)二氧化硫的體積為V,
SO2-----BaSO4,
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL,所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{448mL}{560mL}$=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(yàn)二氧化硫是否除盡,故答案為:確認(rèn)二氧化硫已經(jīng)除盡;
(4)碳素鋼中含有碳,加熱條件下,碳能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為:C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O,故答案為:C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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(yàn)二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾,B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡,所以澄清石灰水應(yīng)放置在B和C之間,故選C;
(6)氫氣具有還原性,能還原性,能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),同時(shí)生成水,水能使無水硫酸銅變藍(lán)色,這是檢驗(yàn)水的特征反應(yīng),所以如果D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍(lán),則證明含有氫氣,故答案為:D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍(lán).

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)、常見物質(zhì)的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn),注意常溫下,鐵和冷的濃硫酸不是不反應(yīng),而是反應(yīng)生成了致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步反應(yīng),為易錯(cuò)點(diǎn).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.已知:t℃下的某一氣態(tài)平衡體系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四種物質(zhì),此溫度下發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=$\frac{c(X)•{c}^{2}(Y)}{{c}^{2}(Z)•{c}^{2}(W)}$,有關(guān)該平衡的說法中正確的是( 。
A.升高溫度,平衡常數(shù)K變大
B.增大壓強(qiáng),W(g)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變大
C.升溫,若混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變小,則正反應(yīng)放熱
D.增大X濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法中正確的是( 。
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氯氣與足量氫氧化鈉溶艘反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B.將含有1molFeCl3的飽和溶液加入到沸水中得到氫氧化鐵膠體,其中膠體粒子的數(shù)目為NA
C.兩份2.7g鋁分別與100 mL濃度為2mol•L-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為0.3NA
D.通常情況下,16g CH4中含有4NA個(gè)C-H鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.已知:常溫下濃度為0.1mol/L的下列溶液的pH如表:下列有關(guān)說法不正確的是( 。
溶質(zhì)NaClNa2CO3NaClONaHCO3
pH711.69.78.3
A.在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的導(dǎo)電能力:HCl>H2CO3>HClO
B.等體積等物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液與NaClO溶液中Cl-和ClO-離子個(gè)數(shù):Cl->ClO-
C.向Na2CO3溶液中逐滴滴入少量稀鹽酸,反應(yīng)為:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
D.若將CO2通入0.1mol/L Na2CO3溶液至溶液中性,則溶液中:2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.2mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活.
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l);△H=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
(1)反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)的△H=-2219.9KJ/mol
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO和CO2以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):CO (g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g)
①下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是bd.
a.體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化                  b.υ(H2)=υ(CO)
c.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不發(fā)生變化    d.CO2的濃度不再發(fā)生變化
②T℃時(shí),在一定體積的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),發(fā)生反應(yīng)并保持溫度不變,各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如表:
時(shí)間/minCOH2O(g)CO2H2
00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
30.1000.2000.1000.100
40.1000.2000.1000.100
50.1160.2160.084C1
60.0960.2660.104C2
第5、6min時(shí)的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變時(shí),改變某一條件后測(cè)得的.則第4~5min之間,改變的條件增加H2濃度,第5~6min之間,改變的條件是增加H2O(g)濃度.
已知420℃時(shí),該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.如果反應(yīng)開始時(shí),CO和H2O(g)的濃度都是0.01mol/L,則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為75%.又知397℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12,請(qǐng)判斷該反應(yīng)的△H<0 (填“>”、“=”、“<”).
(3)依據(jù)(1)中的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丙烷氣體;燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O2-.在電池內(nèi)部O2-移向負(fù)極(填“正”或“負(fù)”);電池的負(fù)極反應(yīng)式為C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O.
(4)用上述燃料電池用惰性電極電解足量Mg(NO32和NaCl的混合溶液.電解開始后陰極的現(xiàn)象為有無色氣體生成,有白色沉淀生成.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

4.(1)一定條件下,16gA和22gB恰好反應(yīng)生成C和4.5gD.在相同條件下,8gA和15gB反應(yīng)可生成D和0.125molC.從上述事實(shí)可推知C的相對(duì)分子質(zhì)量為134.
(2)CO2氣體中含有少量HCl雜質(zhì),除去該雜質(zhì)所用的試劑最好是飽和NaHCO3溶液,實(shí)驗(yàn)所用的儀器為廣口瓶、雙孔塞、導(dǎo)氣管,該操作方法稱為洗氣.
(3)含有相同分子個(gè)數(shù)的SO2和SO3,其質(zhì)量比為4:5,物質(zhì)的量比為1:1,其中所含氧原子個(gè)數(shù)比為2:3.
(4)人造空氣(氧氣和氦氣的混合氣體)可用于減輕某些疾病或供深水潛水員使用.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6L“人造空氣”的質(zhì)量是2.4g,其中氧氣與氦氣的體積比是1:4,氧氣的質(zhì)量是1.6.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列物質(zhì)的分類組合正確的是( 。
ABCD
化合物HClNaOHCu2(OH)2SO4FeSO4•7H2O
氧化物H2ONa2OCOFe3O4
電解質(zhì)食鹽水SO2H2SO4
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,且原子間均以單鍵結(jié)合.下列關(guān)于C3N4 晶體的說法正確的是( 。
A.C3N4 晶體是分子晶體
B.C3N4 晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合
C.C3N4 晶體中C-N鍵的鍵長(zhǎng)比金剛石中C-C鍵的鍵長(zhǎng)要長(zhǎng)
D.C3N4 晶體中每個(gè)C原子連接4個(gè)N 原子,而每個(gè)N原子連接3個(gè)C原子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值.下列有關(guān)敘述正確的是( 。
A.12g由${\;}_{6}^{12}$C60和${\;}_{6}^{14}$C60組成的固體中的原子數(shù)為NA
B.4.4g由CO2和N2O組成的混合氣體中的電子數(shù)為2.2NA
C.常溫常壓下22.4LNH3中所含的共價(jià)鍵數(shù)為3NA
D.1L1mol•L-1次氯酸溶液中的ClO-數(shù)為NA

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