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

（8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】

试题分析：（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，故答案为：铁表面被钝化；

（2）①在加热条件下，浓硫酸与Fe反应生成Fe3+，当溶液浓度减小时，硫酸氧化性减弱，生成Fe2+，反应的离子方程式为Fe+2H+＝Fe2++H2↑，如硫酸完全消耗，且铁过量时，还会发生Fe+2Fe3+＝3Fe2+，+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3价铁离子，选择a会造成干扰，选b只能检验溶液中含有+3价铁离子，选c会造成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别，只能选d。

②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。n（混合气体）=0．336L÷22．4L/mol＝0．015mol，则

SO2→BaSO4

1mol   233g

n      2．33g

n=0．01mol

则 SO2的体积分数：×100%=66．7%。

考点：考查浓硫酸的性质、亚铁离子与铁离子转化、离子检验以及体积分数计算等