Question

20．為研究濃硫酸的性質(zhì)，某同學(xué)進(jìn)行如下實驗：
（1）稱取鐵和碳固體混合物12.0g放入30.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．取896mL（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)操作后得到干燥固體4.66g．據(jù)此推知?dú)怏wY 中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為50%．
（2）分析上述實驗中SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，該同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H₂和CO₂氣體．為此設(shè)計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）．

①寫出產(chǎn)生CO₂的化學(xué)方程式C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+2SO₂+2H₂O．
②裝置A中試劑的作用是②除去SO₂，裝置B的作用是檢驗SO₂是否除盡．
③簡述確認(rèn)氣體Y中含有CO₂的實驗現(xiàn)象B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁．如果氣體Y中含有H₂，預(yù)計實驗現(xiàn)象應(yīng)是E中黑色固體變紅色，F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍(lán)色．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的方程式SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，利用關(guān)系式法解答；
（2）①碳能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水；
②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，可用酸性高錳酸鉀除去，為避免空氣中水合二氧化碳進(jìn)入F裝置，G裝置起到可吸收空氣中的水和二氧化碳的作用；
③確認(rèn)氣體Y中含有CO₂，應(yīng)完全排除二氧化硫的干擾，根據(jù)二氧化硫的漂白性解答；氫氣具有還原性，能還原性，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．

解答 解：（1）SO₂+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，
SO₂-----BaSO₄，
22.4L   233g
V      4.66g
V=0.448l=448mL，所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{448mL}{896mL}$×100%=50%，
故答案為：50%；
（2）①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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：除去混合氣體中的SO₂；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
③確認(rèn)氣體Y中含有CO₂，應(yīng)完全排除二氧化硫的干擾，當(dāng)B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁，可說明含有CO₂；
氫氣具有還原性，能還原性，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，
故答案為：B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁；E中黑色固體變紅色，F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍(lán)色．

點(diǎn)評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)、常見物質(zhì)的檢驗等知識點(diǎn)，題目難度中等，注意掌握濃硫酸、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，明確二氧化硫的檢驗方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>