Question

（18分）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

（18分）（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】（1）铁在常温下，在浓硫酸中发生钝化，形成一层致密的氧化膜。

（2）①因为如果铁粉过量，则过量的铁能和硫酸铁反应生成硫酸亚铁。另外，随着反应的进行，硫酸的浓度会逐渐降低，稀硫酸也能和铁反应生成硫酸亚铁。要检验亚铁离子，可以利用其还原性，利用酸性高锰酸钾溶液检验即可，即答案选d。

（3）Y中一定含有SO2，SO2具有还原性，能被溴水氧化生成硫酸，方程式为SO2+Br2+2H2O ＝ 2HBr+H2SO4。2.33g固体是硫酸钡，物质的量是0.01mol，则SO2也是0.01mol，在标准状况下的体积是0.224L，所以其体积分数是224÷336×100％＝66.7%。