Question

【题目】工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。但某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体能完全溶解，并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验。

[探究一]称取铁钉(碳素钢)6.0g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X，并收集到气体Y。

(1)(I)甲同学认为X中除Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要判断溶液X中是否含有Fe2＋，可以选用___________。

a.KSCN溶液和氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液

(Ⅱ)乙同学将336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发现溶液颜色变浅，试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因___________，然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液，经适当操作得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___________。(结果保留一位小数)。

[探究二]甲乙两同学认为气体Y中除SO2外，还可能含有H2和CO2。为此设计如图实验装置(图中夹持仪器省略)进行验证。

(2)简述该实验能产生少量H2的原因___________(用化学用语结合少量文字表述)。

(3)装置B中试剂的作用是___________，装置F的作用是___________。

(4)为了进一步确认CO2的存在，需在上述装置中添加M于___________(选填序号)，M中所盛装的试剂可以是___________。

a.A～B之间 b.B～C之间 c.C～D之间 d.E～F之间

Answer 1

【答案】bd 66.7% 随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气， 检验SO2是否除尽 防止空气中的水进入E，影响氢气的检验 b 澄清石灰水

【解析】

(1)(I)Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀；Fe2＋具有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色；

(Ⅱ)铁与浓硫酸加热时，浓硫酸被还原为二氧化硫；

(2)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；

(3)高锰酸钾溶液能氧化吸收二氧化硫，品红检验二氧化硫；

(4)用澄清石灰水检验CO2。

(1)Fe2＋能与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，Fe2＋具有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色；要判断溶液X中是否含有Fe2＋，可以选用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性KMnO4溶液，选bd；

(Ⅱ)铁与浓硫酸加热时，浓硫酸被还原为二氧化硫，二氧化硫具有还原性，二氧化硫通入足量溴水中，发生反应，所以溶液颜色变浅，反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液，生成硫酸钡沉淀2.33 g，硫酸钡的物质的量是，根据关系式，可知二氧化硫的物质的量是0.01mol，由此推知气体Y中SO2的体积分数为66.7%。

(2)由于随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的方程式为；

(3)高锰酸钾溶液能氧化吸收二氧化硫，品红检验二氧化硫，所以装置B中试剂的作用是检验SO2是否除尽；装置E用于检验装置D中是否有水生成，所以装置F的作用是防止空气中的水进入E，影响氢气的检验；

(4)C中的碱石灰能吸收二氧化碳，所以要确认CO2的存在，在B、C之间添加M，M中盛放澄清石灰水即可。