问题 问答题

工业上常用铁质容器盛装冷浓酸.为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:

[探究一]

(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是______.

(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y.

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,应先用______选填序号).

a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液

②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g.由于此推知气体Y中SO2的体积分数为______.

[探究二]

分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体.为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略).

(3)装置B中试剂的作用是______.

(4)认为气体Y中还含有Q的理由是______(用化学方程式表示).

(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于______(选填序号).

a.A之前b.A-B间c.B-C间d.C-D间

(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是______.

(7)若要测定限定体积气体Y中H2的含量(标准状况下约有28mlH2),除可用测量H2体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由______.

答案

(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行,故答案为:铁钉表面被氧化;

(2)①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色,溶液中已经有三价铁离子,选择a会造成干扰,b能检验三价铁离子的存在,选c生成两种沉淀,受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨,

故选d;

②SO2具有还原性,通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀,则n(混合气体)=

0.336L
22.4L/mol
=0.015mol;

SO2 ~BaSO4

1mol233g

n2.33g

n=0.01mol

所以二氧化硫的体积分数为:

0.01mol
0.015mol
×100%=66.7%,故答案为:66.7%;

(3)A除去二氧化硫,二氧化硫能使品红溶液褪色,所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫,故答案为:检验二氧化硫是否除尽;

(4)在加热时,铁钉中不仅铁和浓硫酸反应,碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应 方程式为

C+2H2SO4(浓硫酸)

.
CO2 ↑+2SO2↑+2H2O,故答案为:C+2H2SO4(浓硫酸)
.
CO2 ↑+2SO2↑+2H2O;

(5)Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在,选d时二氧化碳被碱石灰吸收,故选C;

(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝色,同时有红色的铜单质生成,

故答案为:D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝;

(7)中学阶段质量的称量选择托盘天平,分度值是0.1g,所以无法精确称量出D或E的差量,故答案为:否,用托盘天平无法称量D或E的差量.

单项选择题
选择题