Question

（12分）為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：
[探究一]（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(guān)察，鐵釘表面無(wú)明顯變化，其原因是                     。
（2）稱(chēng)取碳素鋼6．0 g放入15．0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y。
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe^3＋之外還可能含有Fe^2＋。若要確認(rèn)其中的Fe^2＋，應(yīng)選用     (選填序號(hào))。
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(xué)取560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4．66 g。由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為       。
[探究二]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中SO₂體積分?jǐn)?shù)的分析，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q₁和Q₂兩種氣體，其中Q₁氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為0．0893 g·L^－1。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))。

（3）裝置B中試劑的作用是                       。
（4）分析Y氣體中的Q₂氣體是如何生成的             (用化學(xué)方程式表示)。
（5）已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水，為確認(rèn)Q₂的存在，需在裝置中添加洗氣瓶M于   (填序號(hào))。
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Q₁，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是                   。

Answer 1

（1）鐵被鈍化（2）①D�、�0．80（3）檢驗(yàn)SO₂是否除盡（4）C＋2H₂SO₄(濃)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O
（5）C（6）D中的固體由黑變紅、E中的固體由白變藍(lán)

試題分析：（1）常溫下，鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步的反應(yīng)，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以反應(yīng)片刻后取出觀(guān)察，鐵釘表面無(wú)明顯變化；
（2）①亞鐵離子具有還原性，而酸性高錳酸鉀有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，故選D；②SO₂+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，即n(SO₂)=n(BaSO₄)=4．66g÷233g/mol=0．02mol，體積為448mL，所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)==80%；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡；
（4）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）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（5）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫還能使品紅溶液褪色，所以要檢驗(yàn)二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾，B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，所以澄清石灰水應(yīng)放置在B和C之間，故選C；
（6）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(shí)生成水，水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，這是檢驗(yàn)水的特征反應(yīng)，所以如果D中氧化銅變紅，E中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，則證明含有氫氣。