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，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，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⁺。写出生成Fe²⁺所有可能的离子反应方程式：                                                      。
若要确认其中有Fe²⁺，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，发生反应的化学方程式为：                                                          。
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           。

Answer 1

（1）铁表面被钝化
（2）①Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑  Fe+ 2Fe³⁺＝3Fe²⁺   d
②SO₂+Br₂+2H₂O ＝ 2HBr+H₂SO₄   66．7%

解析试题分析：（1）铁在冷的浓硫酸中钝化，表面生成一层致密的氧化物保护膜，铁与CuSO₄溶液被隔离。
（2）①随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，变为稀硫酸后，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，Fe过量，能与Fe³⁺反应生成Fe²⁺，离子方程式为：Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑  Fe+ 2Fe³⁺＝3Fe²⁺；因为溶液含有Fe³⁺，所以不能用a、b、c项检验Fe²⁺，可利用Fe²⁺的还原性，用酸性KMnO₄溶液检验Fe²⁺，故d项正确。
②Br₂具有氧化性，SO₂具有还原性，发生氧化还原反应，化学方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O ＝ 2HBr+H₂SO₄；2．33g为BaSO₄的质量，根据S元素守恒可知：SO₂～ BaSO₄，n(SO₂)=n(BaSO₄)=2．33g÷233g/mol=0．01mol，所以SO₂的体积分数为：0．01mol×22．4L/mol÷0．336L×100%= 66．7% 。
考点：本题考查物质的性质、方程式的书写、离子的检验，体积分数的计算。