Question

（9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，工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是               ；

（2）称取碳素钢6.0 g放入足量浓硫酸中，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⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用       ；

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0.56 L（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，经适当操作后得干燥固体4.66 g。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M和N两种气体，其中M是密度最小的气体。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）写出Y气体中的N气体生成的化学方程式：                     

（5）为确认N的存在，需在装置中添加洗气瓶M于          ；

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M，预计实验现象应是                  。

Answer

（9分）

（1）常温下，铁遇浓硫酸发生钝化现象 ；（2）①d ； ②80％ ；

（3）检验SO2是否除尽；（4）C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；

（5）c ；（6）D中固体由黑色变为红色和E中固体由白色变蓝色；

【解析】

试题分析：（1）由于在常温下，铁遇浓硫酸中发生钝化现象，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜，所以常温下，工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸；

（2）①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。

②4.66g硫酸钡的物质的量是4.66÷233=0.02mol，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0.56L÷22.4L·mol-1=0.025mol，则SO2的体积分数是0.02÷0.025×100%＝80%。

（3）密度最小的气体M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。

（4）浓硫酸具有强氧化性，能把碳氧化生成CO2，反应的化学方程式是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，答案选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中固体由黑色变为红色和E中固体由白色变蓝色。

考点：考查铁及其化合物的性质。