Question

為研究盛裝濃硫酸的鐵質(zhì)材料(碳素鋼)與熱濃硫酸的反應(yīng),某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng):

(1)實(shí)驗(yàn):稱取鐵釘5.6 g放入15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。

①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺。若要確認(rèn)其中的Fe²⁺,應(yīng)選用　　　

(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448 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生的反應(yīng)式為:Br₂+SO₂+2H₂O====2HBr+H₂SO₄,然后加入足量BaCl₂溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33 g。由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為　　　　。

(2)提出猜想:分析上述實(shí)驗(yàn)中SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果,同學(xué)們認(rèn)為氣體Y中還可能含有其他氣體并作如下猜想:

猜想一:Y氣體中可能含有H₂;

猜想二:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

猜想三:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想:為驗(yàn)證以上猜想,同學(xué)們準(zhǔn)備用下列裝置設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)(裝置可重復(fù)使用,夾持儀器省略)。

①實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序?yàn)锳→　　　　→　　　　→F→　　　　→　　　　__________→F(填字母)。

②裝置B中試劑的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

③猜想一的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化學(xué)方程式表示)。

④如果猜想一成立,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

Answer 1

【解析】(1)①a項(xiàng),X中含有Fe³⁺,加KSCN溶液變紅,無(wú)法證明含F(xiàn)e²⁺;b項(xiàng),X中若含F(xiàn)e³⁺不含F(xiàn)e²⁺,加鐵粉和KSCN溶液仍無(wú)色,無(wú)法證明含F(xiàn)e²⁺;c項(xiàng),濃氨水與Fe³⁺反應(yīng)干擾濃氨水與Fe²⁺反應(yīng)生成的白色沉淀;d項(xiàng),Fe²⁺有還原性,Fe³⁺無(wú)還原性,Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色。

②由關(guān)系式SO₂～H₂SO₄～BaSO₄可知

n(SO₂)=n(BaSO₄)==0.01 mol

故SO₂的體積分?jǐn)?shù)為×100%=50%。

(2)鐵質(zhì)材料含F(xiàn)e和C,加熱時(shí),Fe、C與濃硫酸反應(yīng)時(shí)生成SO₂和CO₂,當(dāng)變?yōu)橄×蛩釙r(shí),Fe與稀硫酸反應(yīng)又生成H₂。

(3)SO₂、CO₂共存時(shí)檢驗(yàn)方法思路:

先驗(yàn)SO₂→吸收SO₂→驗(yàn)SO₂除盡→驗(yàn)CO₂

H₂檢驗(yàn)的方法思路:干燥H₂→熱CuO→驗(yàn)H₂O

答案:(1)①d     ②50%

(2)Y氣體中可能含有CO₂

Y氣體中可能含有H₂和CO₂

(3)①B  C     E D   ②檢驗(yàn)SO₂是否除盡

③Fe+H₂SO₄====FeSO₄+H₂↑

④E中固體由黑變紅,D中固體由白變藍(lán)色,C中無(wú)明顯現(xiàn)象