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(yīng)，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動：
（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，其原因是鐵釘表面形成致密的氧化物薄膜，阻止鐵和硫酸銅反應(yīng)．
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺，若要確認(rèn)其中的Fe²⁺，應(yīng)選用d（選填序號）．
a．KSCN溶液和氯水   b．H₂O₂   c．濃氨水     d．酸性KMnO₄溶液
②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，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的物質(zhì)的量為0.01．分析上述實(shí)驗(yàn)中SO₂物質(zhì)的量的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H₂和CO₂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CO₂的理由是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（5）為確認(rèn)CO₂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
（6）如果氣體Y中含有H₂，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是D中固體由黑變紅，E中固體由白變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）常溫下，鐵和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
（2）①亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
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(yīng)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(biāo)況下二氧化硫體積=0.01mol×22.4L/mol=224mL；
（3）品紅溶液能檢驗(yàn)二氧化硫存在；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳；
（5）碳和濃硫酸反應(yīng)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(yīng)該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗(yàn)二氧化碳；
（6）氫氣具有還原性，在加熱條件下，能將黑色的CuO還原為紅色的Cu，且生成水，水能使無水硫酸銅變藍(lán)色．

解答 解：（1）常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)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形成致密的氧化物薄膜，阻止鐵和硫酸銅反應(yīng)，
故答案為：鐵釘表面形成致密的氧化物薄膜，阻止鐵和硫酸銅反應(yīng)；
（2）①a．氯水能將亞鐵離子氧化為鐵離子，鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)導(dǎo)致溶液呈血紅色，但不能確定原來溶液中一定含有亞鐵離子，故錯誤；
b．鐵粉和酸反應(yīng)生成亞鐵離子，不能確定原來溶液中是否含有亞鐵離子，故錯誤；
c．濃氨水和亞鐵離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵能被氧化生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，不能確定溶液中一定含有亞鐵離子，故錯誤；
d．亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子，故正確；
故選d，
故答案為：d；　
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(yīng)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，
故答案為：0.01；
（3）品紅溶液能檢驗(yàn)二氧化硫存在，所以該裝置的作用是檢驗(yàn)SO₂是否除盡，
故答案為：檢驗(yàn)SO₂是否除盡；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以Q是二氧化碳，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗(yàn)二氧化碳，故選c，
故答案為：c；
（6）氫氣具有還原性，在加熱條件下，能將黑色的CuO還原為紅色的Cu，且生成水，水能使無水硫酸銅變藍(lán)色，所以如果Y中含有氫氣，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是D中固體由黑變紅，E中固體由白變藍(lán)，
故答案為：D中固體由黑變紅，E中固體由白變藍(lán)．

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)，為高頻考點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，知道每個(gè)裝置可能發(fā)生的反應(yīng)及其作用，難點(diǎn)是判斷堿石灰作用，題目難度中等．