Question

15．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（含單質(zhì)碳）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．
①甲同學認為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺．若要確認其中的Fe²⁺，應先用d（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336mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應：Br₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr，然后加入足量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（標準狀況下）的體積為224ml．
[探究二]
分析上述實驗中SO₂體積的結(jié)果，丙同學認為氣體Y中還可能含量有H₂和CO₂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二氧化硫是否除盡．
（4）認為氣體Y中還含有CO₂的理由是C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O（用化學方程式表示）．
（5）為確認CO₂的存在，需將M（裝有澄清石灰）添加于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，預計實驗現(xiàn)象應是D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍．

Answer 1

分析 （1）常溫條件下，鐵與濃硫酸能產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象；
（2）根據(jù)亞鐵離子的性質(zhì)選取試劑，亞鐵離子有還原性，可用強氧化性的物質(zhì)檢驗，且必須有明顯的實驗現(xiàn)象；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，從而檢驗二氧化硫是否存在；
（4）根據(jù)鐵釘?shù)某煞址治�，鐵釘中的鐵和碳在加熱條件下都能與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應；
（5）根據(jù)二氧化硫和二氧化碳的性質(zhì)分析選擇位置；
（6）根據(jù)氫氣的性質(zhì)分析，氫氣具有還原性，能還原黑色的氧化銅而生成水，水能使白色的無水硫酸銅變藍．

解答 解：（1）鐵釘放入冷硫酸中，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，發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故答案為：鐵釘表面被鈍化；
（2）①亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀褪色，溶液中已經(jīng)有三價鐵離子，選擇a會造成干擾，b能檢驗三價鐵離子的存在，選c生成兩種沉淀，受氫氧化鐵沉淀顏色的影響無法分辨，故選d，
故答案為：d；
②SO₂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，則n（混合氣體）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol；
SO₂ ～BaSO₄
1mol  233g
n     2.33g
n=0.01mol
所以二氧化硫的體積為：0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224ml，
故答案為：224ml；
（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以B可以檢驗A中是否完全除去二氧化硫，故答案為：檢驗二氧化硫是否除盡；
（4）在加熱時，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應，碳也和濃硫酸反應生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為
C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O，故答案為：C+2H₂SO₄（濃硫酸）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂ ↑+2SO₂↑+2H₂O；
（5）Q為二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，選擇a或b受二氧化硫的影響無法判斷二氧化碳的存在，選d時二氧化碳被堿石灰吸收，故選C；
（6）氫氣還原氧化銅會生成水蒸氣能使白色的硫酸銅粉末變藍色，同時有紅色的銅單質(zhì)生成，故答案為：D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍．

點評 本題考查了濃硫酸、二氧化硫的性質(zhì)及亞鐵離子、鐵離子的檢驗等知識點，題目難度中等，易錯題是（4），容易忽略鐵釘中的碳而導致該題不會分析．