Question

两个化学兴趣小组进行了以下探究活动：第一组：为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，

（1）称取铁钉（碳素钢）12．0g放入30．0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液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⁺。若要确认其中是否含有Fe²⁺，应选择加入的试剂为                   （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672 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，经适当操作后得到干燥固体4．66g。据此推知气体Y 中SO₂的体积分数为                 。

分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H₂和CO₂气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。

（2）写出产生CO₂的化学方程式                      。

（3）装置A中试剂的作用是               ，反应的离子方程式                      。

（4）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是                      。

（5）简述确认气体Y中含有CO₂的实验现象                      。

第二组：拟用下列装置定量分析空气中SO₂的含量：

（6）KMnO₄溶液中导管末端做成球状多孔结构的作是                               。

Answer

（1）①d ②66．7%（2） C＋2H2SO4（浓） CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

（3）除去混合气体中的SO2 5SO2＋2MnO4-＋2H2O＝5SO42-＋2Mn2+＋4H+（4）E中固体由黑变红和F中固体由白变蓝（5）B中品红不褪色且C中澄清的石灰水变浑浊（6）增大接触面积，有利于SO2的充分吸收

【解析】

试题分析： （1）①溶液为Fe3+和Fe2+离子的混合物，加入KSCN溶液和氯水、铁粉和KSCN溶液、浓氨水都不能检验亚铁离子的存在，亚铁离子具有还原性，高锰酸钾溶液呈紫色，具有氧化性，可与亚铁离子在酸性条件下反应二褪色，故答案为d；

②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，

所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2-----BaSO4，

设二氧化硫的体积为V，

SO2- - - - -BaSO4，

22.4L 233g

V 4.66g

V=0.448L=448mL，所以二氧化硫的体积分数=×100%=66.7%，

（2）碳素钢中含有碳，加热条件下，碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O，

（3）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应所以需用酸性高锰酸钾溶液除去混合气体中的SO2，反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+；

（4）氢气具有还原性，能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，这是检验水的特征反应，所以如果D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝，则证明含有氢气；

（5）确认气体Y中含有CO2，应完全排除二氧化硫的干扰，当B中品红溶液不褪色，C中石灰水变浑浊，可说明含有CO2；

（6）KMnO4溶液中导管末端做成球状多孔结构可以增大气体与溶液的接触，使气体充分被吸收。

考点：本题考查浓硫酸、二氧化硫的性质。