Question

【題目】為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼(即含C元素0.03%~2.0%鐵合金)進(jìn)行了以下探究活動：

[探究一]

（1）將已去除表面氧化物的鐵釘放入冷濃硫酸中，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）取碳素鋼6.0 g于15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y。

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

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560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4反應(yīng)，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分?jǐn)?shù)為________。

[探究二]根據(jù)上述實驗中SO2體積分?jǐn)?shù)的分析，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體，其中Q1氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為0.089 3 g·L－1。為此設(shè)計了下列探究實驗裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))。

（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(xué)方程式表示)。

（5）已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水，為確認(rèn)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(yù)計實驗現(xiàn)象應(yīng)是____________________。

Answer 1

【答案】（1）鐵被鈍化

（2）①D ②0.80

（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(lán)（每個要點給1分）

【解析】

試題分析：：（1）常溫下，鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步的反應(yīng)，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以反應(yīng)片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化；

（2）①亞鐵離子具有還原性，而酸性高錳酸鉀有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子和亞鐵離子同時存在時，應(yīng)該用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，答案選D。

②SO2+Br2+2H2O＝2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2HCl，所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2～BaSO4，設(shè)二氧化硫的體積為V，則

SO2～～～BaSO4

22.4L 233g

V 4.66g

則：V＝22.4L×4.66g/233g=0.448L，所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為：0.448L/0.56L×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；

（4）碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋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(yīng)放置在B和C之間，即在通入堿石灰之前檢驗，答案選C。

（6）M是密度最小的氣體，所以M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(zhì)，同時生成水，水能使無水硫酸銅變藍(lán)色，這是檢驗水的特征反應(yīng)，所以如果D中氧化銅變紅，E中無水硫酸銅變藍(lán)，則證明含有氫氣。