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：

[探究一]

（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6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液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_________。

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448 mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中，發生下列反應：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2.33 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數為________。

[探究二] 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，需要用到裝置M，則M中裝的試劑是______________，并將M添加于________(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_____________________________。

（7）若某氣體可能由CO2、SO2、H2中的一種或多種組成，經測定其中氧的質量分數為50%，則該氣體的組成可能為___________（填序號）。

a．SO2 b．H2、SO2 c．H2、CO2 d．CO2、SO2 e．SO2、CO2、H2

Answer 1

【答案】 鐵釘表面被鈍化 d 50% 檢驗SO2是否除盡 C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 澄清石灰水 c D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍 ace

【解析】（1）鐵釘放入冷硫酸中，濃硫酸有較強的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應進一步進行；正確答案：鐵釘表面被鈍化。

（2）①亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀褪色，溶液中已經有三價鐵離子，選擇a會造成干擾；b能檢驗三價鐵離子的存在；選c生成兩種沉淀，受氫氧化鐵沉淀顏色的影響無法分辨；Fe2+與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應，Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色，正確選項d。

②SO2具有還原性，通入足量溴水中，發生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化鋇會產生白色沉淀，則n（混合氣體）=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol，根據對應關系：SO2～BaSO4， n（SO2）=n（BaSO4）=2.33g÷233g/mol=0.01 mol，解得n（SO2）=0.01mol，所以二氧化硫的體積分數為：0.01mol÷0.02mol×100%=50%；正確答案：50%。

（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以B可以檢驗A中是否完全除去二氧化硫；正確答案：檢驗SO2是否除盡。

（4）在加熱時，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應，碳也和濃硫酸反應生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；正確答案：C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

（5）Q為二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，選擇a或b受二氧化硫的影響無法判斷二氧化碳的存在，選d時二氧化碳被堿石灰吸收，B－C間加入澄清石灰水可檢驗CO2；正確答案：澄清石灰水；c。

（6）氫氣還原氧化銅會生成水蒸氣能使白色的硫酸銅粉末變藍色，同時有紅色的銅單質生成，正確答案：D中固體由黑色變紅和E中固體由白變藍。

（7）CO2中ω（O）=32/44×100%=72%, SO2中ω（O）=32/64×100%=50%；若某氣體可能由CO2、SO2、H2中的一種或多種組成，經測定其中氧的質量分數為50%，則該氣體的組成只有SO2，氧的質量分數為50%，a正確；H2和SO2混合氣體中氧的質量分數小于50%，b錯誤；H2和CO2混合氣體中氧的質量分數可以為50%，c正確；CO2和SO2合氣體中氧的質量分數大于50%，d錯誤；SO2、CO2和H2混合氣體中氧的質量分數可以等于50%，e正確；正確選項ace。