Question

【題目】（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+，若要確認其中的Fe2+，應選用 （選填序號）。

a．KSCN溶水 b．KSCN溶液和鐵粉

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： SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4, 然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體2.33g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數為 。

分析上述實驗中SO2體積分數的結果，丙同學認為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）。

（3）裝置B中試劑的作用是 。

（4）認為氣體Y中還含有Q的理由是 （用化學方程式表示）。

（5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于 （選填序號）。

a．A之前 b．A-B間 c．B-C間 d．C-D間

（6）如果氣體Y中含有H2，預計實驗現象應是 。

Answer 1

【答案】（1）鐵釘表面形成致密的氧化物薄膜，阻止鐵和硫酸銅反應

（2）①d ②66.7%（或2/3）（3）檢驗SO2是否除盡

（4）C+2H2SO4（濃）CO2+2SO2+2H2O（5）c

（6）D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍

【解析】

試題分析：（1）將已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，金屬鐵發生鈍化你，表面形成致密的氧化膜，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，鐵被氧化膜包圍，阻止金屬鐵與銅離子發生置換反應。（20）另稱取鐵釘6.0g放入15.0ml濃硫酸中，加熱，氧化膜被破壞，鐵和濃硫酸充分應后得到溶液可能為FeSO4 或 Fe2（SO4）3 或FeSO4 和 Fe2（SO4）3混合液，并收集到H2氣體SO2 氣體，隨著反應進行，濃硫酸變為稀硫酸與鐵繼續反應生成 H2。，氣體Y可能為SO2和H2的混合氣體；

①Fe3+檢驗可以用KSCN溶液，Fe2+具有還原性，可以用酸性KMnO4溶液，氨水和Fe3+ 和Fe2+都能發生反應，生成沉淀，無法判斷Fe2+的存在

②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4, 然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得干燥固體2.33g硫酸鋇，折算為 0.01 mol，n（SO2）=0.01mol,,混合氣體為0.015 mol，由此推知氣體Y中SO2的體積分數為0.01/0.015=2/3；

（3）酸性高錳酸鉀溶液能夠吸收SO2，吸收是否完全，用品紅檢驗；氫氣能夠還原氧化銅，黑色粉末變為紅色，無水硫酸銅變為藍色晶體，證明有氫氣存在；鐵中混有碳單質，在加熱情況下，碳與濃硫酸反應生成二氧化碳，生成的氣體中可能含有SO2 、H2 、CO2等氣體的混合氣體。為確認CO2的存在，需在裝置中添加M于B-C間，SO2已經除盡，能夠使石灰水變渾濁的氣體只能為CO2