Question

10．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，某學習小組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，其原因是鐵釘表面被鈍化．
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分應后得到溶液X并收集到氣體Y．某同學取336mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄  再加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當操作后得干燥固體2.33g．由于此推知氣體Y中SO₂的體積分數(shù)為66.7%．
[探究二]
分析上述實驗中SO₂體積分數(shù)的結果，丙同學認為氣體Y中除SO₂外還可能含少量的H₂和Q氣體．為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）．

（3）裝置B中試劑的作用是檢驗SO₂是否除盡．
（4）認為氣體Y中還含有Q的理由是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O（用化學方程式表示）．
（5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于C（選填序號）．
A．A之前    B．A-B間    C．B-C間     D．C-D間．

Answer 1

分析 [探究一]（1）常溫下，鐵和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
（2）根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根據(jù)S原子守恒得n（BaSO₄）=n（S）=n（SO₂）=0.01mol，標況下二氧化硫體積=0.01mol×22.4L/mol=224mL；
[探究二]裝置圖分析可知，氣體通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，裝置B檢驗二氧化硫是否除凈，C裝置干燥氣體，D裝置是氫氣還原氧化銅生成銅和水蒸氣，E是檢驗生成的水蒸氣，F(xiàn)防止空氣中水蒸氣進入干擾檢驗，
（3）品紅溶液能檢驗二氧化硫存在；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應生成二氧化碳；
（5）碳和濃硫酸反應生成二氧化碳，所以Q為CO₂，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，所以應該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗二氧化碳．

解答 解：[探究一]（1）常溫下，鐵和濃硫酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進一步被氧化，該現(xiàn)象為鈍化現(xiàn)象，所以將鐵釘放入濃硫酸片刻無明顯變化的原因是鐵釘表面被鈍化，故答案為：鐵釘表面被鈍化；
（2）根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根據(jù)S原子守恒得n（BaSO₄）=n（S）=n（SO₂）=0.01mol，標況下二氧化硫體積=0.01mol×22.4L/mol=224mL，二氧化硫體積分數(shù)=$\frac{224ml}{336ml}$×100%=66.7%，
故答案為：66.7%；
[探究二]
（3）品紅溶液能檢驗二氧化硫存在，所以該裝置的作用是檢驗SO₂是否除盡，故答案為：檢驗SO₂是否除盡；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應生成二氧化碳，所以Q是二氧化碳，反應方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（5）碳和濃硫酸反應生成二氧化碳，所以Q為CO₂，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，所以應該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗二氧化碳，故選C，
故答案為：C．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案評價，為高頻考點，明確實驗原理是解本題關鍵，知道每個裝置可能發(fā)生的反應及其作用，難點是判斷堿石灰作用，題目難度中等．