Question

（2013?沭陽縣模擬）工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸．為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：
（1）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

鐵表面被鈍化

．
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0ml濃硫酸中，加熱，充分應(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⁺．寫出生成Fe²⁺所有可能的離子反應(yīng)方程式：

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑； Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

．若要確認(rèn)其中有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336ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

SO₂+Br₂+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2.33g．由于此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

66.7%

．

Answer 1

分析：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化；
（2）①在加熱條件下，濃硫酸與Fe反應(yīng)生成Fe³⁺，當(dāng)溶液濃度減小時(shí)，硫酸氧化性減弱，生成Fe²⁺；實(shí)驗(yàn)室在檢驗(yàn)Fe²⁺時(shí)，可利用+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色來檢驗(yàn)；
②生成的SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，利用硫元素的守恒，結(jié)合關(guān)系式：SO₂→BaSO₄求出SO₂的體積分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，故答案為：鐵表面被鈍化；
（2）①在加熱條件下，濃硫酸與Fe反應(yīng)生成Fe³⁺，當(dāng)溶液濃度減小時(shí)，硫酸氧化性減弱，生成Fe²⁺，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，如硫酸完全消耗，且鐵過量時(shí)，還會(huì)發(fā)生
Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色，溶液中已經(jīng)有+3價(jià)鐵離子，選擇a會(huì)造成干擾，選b只能檢驗(yàn)溶液中含有+3價(jià)鐵離子，選c會(huì)造成兩種沉淀，受氫氧化鐵顏色的影響無法辨別，只能選d，故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑； Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；d；
②SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
n（混合氣體）=

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol，
SO₂→BaSO₄
1mol   233g
n      2.33g
n=0.01mol
則 SO₂的體積分?jǐn)?shù)：

0.01

0.015

×100%=66.7%，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；66.7%．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查元素化合物知識(shí)、提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力和文字表達(dá)能力，開放性較強(qiáng)，涉及：濃硫酸的強(qiáng)氧化性，C、S與Fe及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等．