Question

【題目】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）常溫下，可以用鐵質(zhì)容器盛放冷的濃硫酸，其原因是__；

（2）稱取碳素鋼6g放入15mL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)隊(duì)為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+。若要確認(rèn)其中的Fe2+，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560mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反應(yīng)，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66g，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中除SO2外還可能含有Q1和Q2兩種氣體，其中Q1氣體，存標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為0.0893g/L。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M于____(填序號(hào))。

A．A之前 B．A—B間 C．B—C間 D．C—D間

（6）確認(rèn)Q1氣體存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____。

[探究三]如圖是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合裝置，部分固定裝置未畫出。

（7）下列有關(guān)說法不正確的是___

A．關(guān)閉K2，打開Kl，滴加硫酸，則裝置B中每消耗1molNa2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA

B．關(guān)閉Kl，打丌K2，試劑X是酸性KmnO4或FeCl3溶液，均可證明SO2有還原性

C．為防止環(huán)境污染，裝置C和E中的試劑均取用NaOH溶液

D．實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)了硫酸的酸性、吸水性、難揮發(fā)性、強(qiáng)氧化性

Answer 1

【答案】常溫下，鐵在濃硫酸中表面被鈍化 D 0.80 檢驗(yàn)SO2是否除盡 C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O C D中固體由黑變紅，E中固體由白變藍(lán) D

【解析】

（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，
故答案為：常溫下，鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；

（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，鐵離子和亞鐵離子同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)該用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子，故D正確，

故答案為：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，設(shè)二氧化硫的體積為V，

SO2～BaSO4，
22.4L 233g
V 4.66g
則：V==0.448L，所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為：×100%=80%，

故答案為：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，

故答案為：檢驗(yàn)SO2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，

故答案為：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，即在通入堿石灰之前檢驗(yàn)，

故答案為：c；

（6）Q1是密度最小的氣體，所以Q1是氫氣，氫氣具有還原性，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中無水硫酸銅變藍(lán)，則證明含有氫氣，

故答案為：D中固體由黑色變紅色和E中固體由白色變藍(lán)色；

（7）

A．關(guān)閉K2，打開K1，滴加硫酸，則裝置B中發(fā)生SO2+Na2O2=Na2SO4，每消耗1molNa2O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，故A正確；

B．關(guān)閉K1，打開K2，酸性KMnO4或FeCl3溶液具有強(qiáng)氧化性，可與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，均可證明SO2有還原性，故B正確；

C．飽和石灰水濃度低，不能用于尾氣吸收，裝置C和E中的試劑均為NaOH溶液，故C正確；

D．實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)了硫酸的酸性、難揮發(fā)性，不能體現(xiàn)強(qiáng)氧化性以及吸水性，故D錯(cuò)誤。

答案選D。