Question

16．稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．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)：SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄
（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(wú)明顯變化，其原因是鐵釘表面被鈍化．
（2）然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33g．由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為66.7%．
分析上述實(shí)驗(yàn)中SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H₂和Q氣體．為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置（圖中夾持儀器省略）：

（3）裝置B中試劑的作用是檢驗(yàn)SO₂是否除盡．
（4）認(rèn)為氣體Y中還含有Q的理由是C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（5）為確認(rèn)Q的存在，需在裝置中添加M于c（選填序號(hào)）．
a．A之前　　　　　　b．A-B間    c．B-C間  d．C-D間
（6）若Y中含有H₂，還能看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為D中固體由黑變紅和E中固體變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）鐵釘放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化；
（2）氣體通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，最終干燥得到固體2.33g為BaSO₄的，根據(jù)S元素守恒計(jì)算二氧化硫的體積，進(jìn)而計(jì)算其體積分?jǐn)?shù)；
（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔�鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，碳與濃硫酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，Q為CO₂．用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，可用酸性高錳酸鉀除去，用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，C中堿石灰干燥氣體，根據(jù)D、E中顏色變化判斷是否有氫氣，F(xiàn)中堿石灰防止空氣中水蒸氣進(jìn)入E中；
（4）碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化硫與水；
（5）M中盛放石灰水，檢驗(yàn)二氧化碳；
（6）氫氣與氧化銅反應(yīng)生成紅色的Cu與水，無(wú)水硫酸銅吸水變藍(lán)色．

解答 解：（1）鐵釘放入冷的濃硫酸中，表面生成致密的氧化物保護(hù)膜，發(fā)生鈍化現(xiàn)，阻止了硫酸銅溶液與內(nèi)部金屬Fe的反應(yīng)，
故答案為：鐵釘表面被鈍化；
（2）氣體通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，最終干燥得到固體2.33g為BaSO₄的，根據(jù)S元素守恒，n（SO₂）=n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.01mol×22.4L/mol}{0.336L}$×100%=66.7%，
故答案為：66.7%；
（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，碳與濃硫酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，Q為CO₂．用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，可用酸性高錳酸鉀除去，用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，C中堿石灰干燥氣體，根據(jù)D、E中顏色變化判斷是否有氫氣，F(xiàn)中堿石灰防止空氣中水蒸氣進(jìn)入E中，
故答案為：檢驗(yàn)SO₂是否除盡；
（4）碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O；
（5）M中盛放石灰水，檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，選擇a或b受二氧化硫的影響無(wú)法判斷二氧化碳的存在，選d時(shí)二氧化碳被堿石灰吸收，故選：c，
故答案為：c；
（6）氫氣能還原氧化銅，使氧化銅變紅；氧化產(chǎn)物是水，所以無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，D中固體由黑變紅和E中固體變藍(lán)可以說(shuō)明含有氫氣，
故答案為：D中固體由黑變紅和E中固體變藍(lán)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查綜合實(shí)驗(yàn)探究，注意二氧化硫會(huì)影響二氧化碳的檢驗(yàn)，要確保檢驗(yàn)二氧化碳前除盡二氧化硫，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，題目難度中等．