Question

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学校学习小组进行以下探究实验：[

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学校学习小组进行以下探究实验：[一]（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷的热的浓硫酸中，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Fe 3+ 外还可能含有Fe 2+ ，若要确认其中的Fe 2+ ，应选用 （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KMnO 4 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SO 2 +Br 2 +2H 2 O═2HBr+H 2 SO 4 ，然后加入足量BaCl 2 溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g由于此推知气体Y中SO 2 的体积分数为 ；[探究二]分析上述实验中SO 2 体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H 2 和Q气体，为此设计了下列探究实验装置（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H 2 ，预计实验的现象应是 ；（7）若要测定限定体积气体Y中H2含量（标准状况下约有28ml　H 2 ），除用测量H2体积方法外，否选用质量称量方法？做出判断并说明理由 。

Answer 1

（1）铁钉表面已经被氧化 （2）① d    ②66.7% (3)检验SO 2 是否被完全除尽 (4)C+2H 2 SO 4 （浓） CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O (5)c (6)D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝 (7) 否，用托盘天平无法称量D或E的差量。

（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。 ②SO 2 具有还原性，通入足量溴水中，发生SO 2 +Br 2 +2H 2 O=2HBr+H 2 SO 4 ，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 ～BaSO 4 1mol  233g n    2.33g           n=0.01mol 所以二氧化硫的体积分数为：0.01mol/0.015mol×100%=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。 （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+2H 2 SO 4 （浓） CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O。 （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。 （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。（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。