1、
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是______ .
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y. ①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+ . 若要确认其中的Fe2+ , 应选用______(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560mL(标准状况)气体Y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4.66g,由此可求算气体Y中SO2的体积分数______ .
写出探究②中出现的所有离子反应方程式______ .
(3)根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g•L﹣1 . 为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应).
装置B中试剂的作用是______ .
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的______ . (用化学方程式表示).
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M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Q1 , 预计实验现象应是______ .
(1)铁表面被钝化,阻止了内部金属与酸的进一步反应
(2)d;80%;SO2+Cl2+2H2O=SO42﹣+2Cl﹣+4H+ , SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓
(3)检验SO2是否除尽
(4)C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)C
(6)D中固体由黑色变红色和E中固体由白色变蓝色
(2.)①亚铁离子具有还原性,而酸性高锰酸钾有氧化性,发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,
所以答案是:d;
②气体Y通入足量溴水中,发生反应,SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 , H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,离子方程式为:SO2+Cl2+2 H2O=SO42﹣+2Cl﹣+4H+ , SO42﹣+Ba 2+=BaSO4↓,所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2~BaSO4 , 设二氧化硫的体积为V,
SO2 | ~ | BaSO4 |
22.4L | 233g | |
V | 4.66g |
V=0.448l=448mL,所以二氧化硫的体积分数= ×100%=80%,
所以答案是:80%;SO2+Cl2+2 H2O=SO42﹣+2Cl﹣+4H+ , SO42﹣+Ba 2+=BaSO4↓;
(3.)二氧化硫能使品红溶液褪色,所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,所以答案是:检验SO2是否除尽;
(4.)碳素钢中含有碳,加热条件下,碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应方程式为C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O,
所以答案是:C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(5.)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫还能使品红溶液褪色,所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰,B装置是检验二氧化硫是否除尽,所以澄清石灰水应放置在B和C之间,即在通入碱石灰之前检验,
所以答案是:C;
(6.)Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g•L﹣1 , 其相对分子质量为2,所以是氢气,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质,同时生成水,水能使无水硫酸铜变蓝色,这是检验水的特征反应,所以如果D中氧化铜变红,E中无水硫酸铜变蓝,则证明含有氢气,
所以答案是:D中固体由黑色变红色和E中固体由白色变蓝色.
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