Question

（16分）为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：

【探究一】

（1）常温下，工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是 。

（2）称取碳素钢6．0g放入15．0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+，产生Fe2+的离子反应方程式为： ，检验是否有Fe2+应选用下列 （选填序号）试剂。

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560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O＝2HBr +H2SO4反应，然后加入足量BaCl2溶液，经正确操作后得干燥固体4．66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。

【探究二】

根据上述实验中SO2体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体，其中Q­1气体，在标准状况下，密度为0．0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是

（4）用化学方程式表示Y气体中的Q2气体是如何生成的 。

（5）为确认Q2的存在，需在装置中添加洗气瓶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Q1，预计实验现象应是 。

Answer 1

（1）铁表面被钝化（意思相近均给分，2分）；

（2）① Fe+2H+＝Fe2++H2↑(或2Fe3++Fe＝3Fe2+)（2分） d（2分）； ② 0．80（或80%）（2分）；

（3）检验SO2是否除尽（2分）；

（4）C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2 H2O（2分）；

（5）c（2分）；

（6）D中的固体由黑变红和E中固体由白变蓝（2分）；

【解析】

试题分析：（1）常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜，不再和浓硫酸反应；（2）①碳素钢与浓硫酸在加热条件下生成亚铁离子的反应可能为：Fe+2H+＝Fe2++H2↑(或2Fe3++Fe＝3Fe2+)；亚铁离子具有还原性，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而溶液褪色，据此可以鉴别，答案选d；②根据题意知，硫酸钡的物质的量是0.02mol，则根据原子守恒可知，SO2的物质的量也是0.02mol。而混合气的物质的量是0.025mol，所以SO2的体积分数是0.02÷0.025＝0.80。（3）在标准状况下，密度为0.0893g·L－1，则该气体的相对分子质量是0.0893×22.4＝2.0，所以该气体是氢气。由于SO2也能把碱石灰吸收，所以A装置的作用是除去SO2，而B中品红溶液的作用就是检验SO2是否除尽的。（4）由于浓硫酸的强氧化性，也能把碳氧化生成CO2，所以反应的方程式是C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O；（5）由于CO2也能碱石灰吸收，所以要确认CO2的存在，则M应该放在B和C之间，选c。（6）由于氢气具有还原性，能把氧化铜还原生成红色的铜和水，水能使无水硫酸铜变蓝，即实验现象是D中的固体由黑变红和E中固体由白变蓝。

考点：考查实验探究、浓硫酸的性质。