Question

工業上常用鐵質容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：
（1）將已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是__________  ______________________________________。
（2）另稱取鐵釘6．0g放入15．0ml濃硫酸中，加熱，充分應后得到溶液X并收集到氣體Y。
①甲同學認為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺。寫出生成Fe²⁺所有可能的離子反應方程式：                                                      。
若要確認其中有Fe²⁺，應選用     （選填序號）。
a．KSCN溶液和氯水        b．鐵粉和KSCN溶液 
c．濃氨水                  d．酸性KMnO₄溶液
②乙同學取336ml（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應的化學方程式為：                                                          。
然后加入足量BaCl₂溶液，經適當操作后得干燥固體2．33g。由于此推知氣體Y中SO₂的體積分數為           。

Answer 1

（1）鐵表面被鈍化
（2）①Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑  Fe+ 2Fe³⁺＝3Fe²⁺   d
②SO₂+Br₂+2H₂O ＝ 2HBr+H₂SO₄   66．7%

解析試題分析：（1）鐵在冷的濃硫酸中鈍化，表面生成一層致密的氧化物保護膜，鐵與CuSO₄溶液被隔離。
（2）①隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，變為稀硫酸后，鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，Fe過量，能與Fe³⁺反應生成Fe²⁺，離子方程式為：Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑  Fe+ 2Fe³⁺＝3Fe²⁺；因為溶液含有Fe³⁺，所以不能用a、b、c項檢驗Fe²⁺，可利用Fe²⁺的還原性，用酸性KMnO₄溶液檢驗Fe²⁺，故d項正確。
②Br₂具有氧化性，SO₂具有還原性，發生氧化還原反應，化學方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O ＝ 2HBr+H₂SO₄；2．33g為BaSO₄的質量，根據S元素守恒可知：SO₂～ BaSO₄，n(SO₂)=n(BaSO₄)=2．33g÷233g/mol=0．01mol，所以SO₂的體積分數為：0．01mol×22．4L/mol÷0．336L×100%= 66．7% 。
考點：本題考查物質的性質、方程式的書寫、離子的檢驗，體積分數的計算。