Question

为研究某铁质材料与浓硫酸反应生成气体的成分，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）称取铁钉5.6g放入20mL足量浓硫酸中，加热，理论上收集到气体SO₂

 

L（标况）．将所得气体全部通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体23.3g．由此推知实际生成气体SO₂的体积为

 

L（标况）．
（2）分析上述实验中SO₂体积的结果，有同学认为所得气体中除含有SO₂外，还可能含有H₂和Q气体．为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）．
①装置A中试剂的作用是

 

②认为气体中还含有的Q气体是

 

③为确认Q的存在，需在装置中添加M于

 

，
a．A之前b．AB之间c．BC之间d．CD之间M中的试剂是

 

④如果气体中含有H₂，预计实验现象应是

 

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）根据铁与浓硫酸反应的方程式进行计算；根据硫守恒，由硫酸钡的质量计算硫酸钡的物质的量，即得二氧化硫的物质的量进行计算；
（2）①根据实验目的，A中高锰酸钾是除去二氧化硫；
②根据浓硫酸具有强氧化性及铁钉中含碳，所以浓硫酸可能将碳氧化成二氧化碳；
③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；
④根据二氧化硫和二氧化碳的性质分析选择位置；
⑤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．

解答： 解：（1）铁与浓硫酸加热反应的方程式为2Fe+6H₂SO₄

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂+6H₂0，根据方程式5.6g放入20mL足量浓硫酸中，加热，理论上收集到气体SO₂体积为

5.6

56

×

3

2

×22.4=3.36L；将所得气体全部通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体23.3g即

23.3

233

=0.1mol，根据硫守恒所以实际生成气体SO₂也为0.1mol，体积为2.24L，故答案为：3.36L；2.24L；
（2）①根据实验目的，A中高锰酸钾是除去二氧化硫；故答案为：除去气体中的SO₂；
②根据浓硫酸具有强氧化性及铁钉中含碳，所以浓硫酸可能将碳氧化成二氧化碳，所以认为气体中还含有的Q气体是二氧化碳，故答案为：CO₂；
③Q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，故答案为：c；澄清石灰水；
④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．

点评：本题考查了浓硫酸、二氧化硫的性质等知识点，难度较大，易错题是（2）②，容易忽略铁钉中的碳而导致该题不会分析．