Question

【題目】工業(yè)上常用鐵質容器盛裝冷濃硫酸。某學習小組為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，設計了以下探究活動：

稱取鐵釘（碳素鋼）6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分應后得到溶液M并收集到氣體N。

（1）該小組通過認真分析，認為M溶液中既含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。若確認溶液中有無Fe2＋，應加入的試劑是___________（選填序號）。

a．KSCN溶液和氯水 b．鐵粉和KSCN溶液

c．NaOH溶液 d．酸性KMnO4溶液

（2）取320 mL（標準狀況）氣體N通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)過____________ 、______________（填操作名稱）、干燥后，得到固體2.33 g。氣體N與溴水反應的化學方程式為_______________，計算推知氣體N中SO2的體積分數(shù)為_______________。

（3）該小組通過對鐵釘?shù)某煞趾?/span>SO2體積分數(shù)的分析，認為氣體N中還可能含有H2和另外一種氣體Q。你認為Q應該是_____________，理由是________________（用化學方程式表示）。

（4）取一定量N，利用下列儀器設計一個能同時檢驗N中含有H2和氣體Q的裝置（夾持儀器、橡膠管和加熱裝置省略），儀器的連接順序是_____________（填字母），其中A的作用是_____________，B中試劑X的化學式是_____________________。

Answer 1

【答案】d 過濾 洗滌 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 70% CO2 C + 2H2SO4 （濃） 2SO2↑+ CO2↑+ 2H2O A-C-B-E-F-D（或A-C-B-E-F-D-E） 除去N中的SO2， Ca（OH）2 或Ba（OH）2

【解析】

（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+，+2價亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色，溶液中已經(jīng)有+3價鐵離子，選擇a會造成干擾，選b只能檢驗溶液中含有+3價鐵離子，選c會造成兩種沉淀，受氫氧化鐵顏色的影響無法辨別，只能選d，故答案為：d；

（2）SO2具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化鋇會產(chǎn)生白色沉淀，可以先洗滌然后再過濾來獲得純凈的硫酸鋇沉淀，則n（混合氣體）=≈0.014mol，

SO2～BaSO41mol 233g

n 2.33g

n=0.01mol

則SO2的體積分數(shù)：×100%≈70%，故答案為：過濾；洗滌；SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；70%；

（3）在反應的過程中，碳單質可以和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫等氣體，故答案為：CO2；C+2H2SO4（濃）2SO2↑+CO2↑+2H2O；

（4）推斷所的氣體中可能含有二氧化碳，結合圖中設計裝置的目的，可知檢驗二氧化碳的方法是首先將二氧化硫除去→確認二氧化硫已經(jīng)完全除去→澄清石灰水，對于氫氣的檢驗則可通過與灼熱氧化銅的反應現(xiàn)象和對產(chǎn)物水的驗證來實現(xiàn)，驗證氣體存在的順序為：SO2→CO2→CO和H2被氧化→H2O→CO2，實驗中要避免其它物質的性質干擾，順序為：A-C-B-E-F-D（或A-C-B-E-F-D-E），其中A酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去二氧化碳中的SO2，B中試劑X的作用是除去二氧化硫，可以用Ca（OH）2或Ba（OH）2，

故答案為：A-C-B-E-F-D（或A-C-B-E-F-D-E）；除去N中的SO2；Ca（OH）2或Ba（OH）2．