Question

（6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6．0 g放入15．0 mL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Fe^3＋外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋，需进行的实验是__________。

②乙同学取336 mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO₂＋Br₂＋2H₂O＝2HBr＋H₂SO₄

然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2．33 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为（简要表述计算过程）__________。

Answer

（1）在冷浓硫酸中铁钉表面形成了一层致密的氧化物保护膜，阻止了铁与硫酸铜溶液的接触

（2）①向高锰酸钾酸性溶液中滴加溶液X，若紫红色褪去，则溶液X中含有Fe2＋

②因为n（BaSO4）＝0.01mol，根据硫原子守恒：n（BaSO4）＝n（H2SO4）＝n（SO2），n（SO2）＝0.01mol，V（SO2）＝2.24L，所以二氧化硫的体积分数为66.7%。

【解析】

试题分析：（1）由于在冷浓硫酸中铁钉表面形成了一层致密的氧化物保护膜，阻止了铁与硫酸铜溶液的接触，所以经过处理的铁钉放入冷浓硫酸中会发生钝化，再放入硫酸铜溶液时，不会出现明显变化；

（2）①铁钉放入浓硫酸中加热时会发生反应，且开始生成Fe3＋和SO2气体，硫酸浓度逐渐变小，则会产生Fe2＋和H2；若检验溶液中的Fe2＋，须用酸性高锰酸钾溶液的氧化性，即向高锰酸钾酸性溶液中滴加溶液X，若紫红色褪去，则溶液X中含有Fe2＋；

②因为n（BaSO4）＝0.01mol，根据硫原子守恒：n（BaSO4）＝n（H2SO4）＝n（SO2），n（SO2）＝0.01mol，V（SO2）＝2.24L，所以二氧化硫的体积分数为66.7%。

考点：考查金属铁与热浓硫酸反应的探究实验。