Question

【题目】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：
[探究一]
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（含单质碳）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6.0g放入15.0mL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Fe3+外还可能含有Fe2+ ． 若要确认其中的Fe2+ ， 应先用（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336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g．由于此推知气体Y中SO2（标准状况下）的体积为 ．
（3）[探究二]
分析上述实验中SO2体积的结果，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）．

装置B中试剂的作用是 ．
（4）认为气体Y中还含有CO2的理由是（用化学方程式表示）．
（5）为确认CO2的存在，需将M（装有澄清石灰）添加于 （选填序号）．
a．A之前 b．A～B间 c．B～C间 d．C～D间
（6）如果气体Y中含有H2 ， 预计实验现象应是 ．

Answer 1

【答案】
（1）铁钉表面被钝化
（2）d；224mL
（3）检验二氧化硫是否除尽
（4）C+2H2SO4（浓硫酸） CO2↑+2SO2↑+2H2O
（5）c
（6）D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
【解析】解：（1）铁钉放入冷硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，发生钝化现象，故答案为：铁钉表面被钝化；（2）①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色，溶液中已经有三价铁离子，选择a会造成干扰，b能检验三价铁离子的存在，选c生成两种沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨，故选d，
故答案为：d；②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 ， 生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀，则n（混合气体）= =0.015mol；

SO2	～	BaSO4
1mol		233g
n		2.33g

n=0.01mol
所以二氧化硫的体积为：0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故答案为：224mL；（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫，故答案为：检验二氧化硫是否除尽；（4）在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为
C+2H2SO4（浓硫酸） CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：C+2H2SO4（浓硫酸） CO2↑+2SO2↑+2H2O；（5）Q为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在，选d时二氧化碳被碱石灰吸收，故选C；（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝色，同时有红色的铜单质生成，故答案为：D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝．
（1）常温条件下，铁与浓硫酸能产生钝化现象；（2）根据亚铁离子的性质选取试剂，亚铁离子有还原性，可用强氧化性的物质检验，且必须有明显的实验现象；（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，从而检验二氧化硫是否存在；（4）根据铁钉的成分分析，铁钉中的铁和碳在加热条件下都能与浓硫酸发生氧化还原反应；（5）根据二氧化硫和二氧化碳的性质分析选择位置；（6）根据氢气的性质分析，氢气具有还原性，能还原黑色的氧化铜而生成水，水能使白色的无水硫酸铜变蓝．