Question

铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。
（1）常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是        。
（2）某实验小组利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。

①湿棉花的作用是     ，试管中反应的化学方程式是     。
②实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，
固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是_____                  （填序号）。
a．一定有Fe²⁺、H⁺和Fe³⁺             b．一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺   
c．一定有Fe²⁺、Fe³⁺，可能有 H⁺      d．一定有Fe³⁺、H⁺，可能有Fe²⁺
（3）另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有SO₂、CO₂和H₂。
①铁与浓硫酸反应的化学方程式是       。
②气体中混有CO₂的原因是（用化学方程式表示）       。
③将672 mL（标准状况）收集到的气体通入足量溴水中，反应的离子方程式为                              ，然后加入足量BaCl₂溶液，经洗涤、干燥得到固体4.66 g。由此推知收集到的气体中SO₂的体积分数是       。

Answer 1

（1）浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜
（2）①提供水蒸气  3Fe+ 4H₂O Fe₃O₄ + 4H₂  ② b
（3）① 2Fe + 6H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
② C +2 H₂SO₄(浓)CO₂ +2SO₂ +2H₂O 
③ SO₂+Br₂+2H₂O==2Br^- + SO₄^2-+ 4H⁺    2/3

（1）常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜，所以可用铁质容器盛装浓硫酸。
（2）①高温下，铁和水蒸气反应生成氢气，所以湿棉花的作用是提供水蒸气，反应的方程式是3Fe+ 4H₂O Fe₃O₄ + 4H₂。
②由于在反应中铁是过量的，所以反应后的固体混合物中，既有四氧化三铁，也有铁。由于盐酸是过量的，所以溶液中一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺，答案选b。
（3）①浓硫酸具有强氧化性，所以铁与浓硫酸反应的化学方程式是
2Fe + 6H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
②由于铁中还原杂质碳，而碳也能和浓硫酸反应，方程式是C +2 H₂SO₄(浓)CO₂ +2SO₂ +2H₂O。
③SO₂能把溴水氧化，反应的方程式是 SO₂+Br₂+2H₂O==2Br^- + SO₄^2-+ 4H⁺。4.66g白色沉淀是硫酸钡，所以硫酸钡的物质的量是0.02mol，则SO₂的物质的量也是0.02mol，混合气是0.03mol，因此SO₂的体积分数是2/3。