Question

【題目】某學習小組為研究碳素鋼的性質，用鐵釘(碳素鋼)進行了以下探究活動：

［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______________________。

(2)稱取碳素鋼6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到混合氣體Y。

①甲同學認為X中除Fe3＋之外還可能含有Fe2＋。若要確認其中的Fe2＋，應選用_______(選填序號)。

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乙同學取560 mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4反應，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當操作后得干燥固體4.66 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為________。

［探究二］根據(jù)上述實驗中SO2體積分數(shù)的分析，丙同學認為氣體Y中還可能含有Q1 和Q2兩種氣體，其中Q1氣體，在標準狀況下，密度為0.0893 g·L－1。為此設計了下列探究實驗裝置(假設有關氣體完全反應)。

(3)裝置B中試劑的作用是______________________。

(4)分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的 (用化學方程式表示)。

(5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水，為確認Q2的存在，需在裝置中添加洗氣瓶M于________(填序號)。

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，預計實驗現(xiàn)象應是______________。

Answer 1

【答案】(1)鐵被鈍化(2)①D ②0.80(80%)(3)檢驗SO2是否除盡

(4)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

(5)C (6)D中的固體由黑變紅、E中的固體由白變藍

【解析】

試題分析：(1)鐵釘(碳素鋼)放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應進一步進行；

(2)①+2價亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色，a、d都不能檢驗亞鐵離子，只有b能檢驗溶液中含有+2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；

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)=0.560L÷22.4L/mol=0.025mol，

SO2→BaSO4

1mol 233g

n 4.66g

n=0.02mol

則：SO2的體積分數(shù)：0.02mol÷0.025mol×100%=80%；

(3)二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，故答案為：檢驗SO2是否除盡；

(4)碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為C+2H2SO4CO2↑+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，所以要檢驗二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾，B裝置是檢驗二氧化硫是否除盡，所以澄清石灰水應放置在B和C之間，即在通入堿石灰之前檢驗，故答案為C；

(6)Q1氣體，在標準狀況下，密度為0.0893gL-1，其相對分子質量為2，所以是氫氣，氫氣具有還原性，能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質，同時生成水，水能使無水硫酸銅變藍色，這是檢驗水的特征反應，所以如果D中氧化銅變紅，E中無水硫酸銅變藍，則證明含有氫氣。