Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：

[探究一]（1）將已去除表面氧化膜的碳素鋼釘放入冷濃硫酸中，10min后將鋼釘浸入CuSO4溶液中，鋼釘表面無(wú)明顯變化，其原因是 ______ ．

（2）稱取6.0g碳素鋼放入15.0ml濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y．

①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+，若要確認(rèn)是否含有Fe2+，可選用 ______ 選填序號(hào)．

A.KSCN溶液B.濃氨水C.酸性KMnO4溶液 D.K3[Fe(CN)6]溶液

②乙同學(xué)取560ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況)干燥氣體Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體4.66g，由此可知Y中含硫化合物Q1的體積分?jǐn)?shù)為 ______ ．

[探究二]丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q2、Q3兩種氣體(相同條件下Q1、Q2、Q3氣體的密度依次減小).為此，設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))．

（3）裝置B中試劑的作用是 ______ ．

（4）已知洗氣瓶M中盛裝的是澄清石灰水，為確認(rèn)Q2的存在，洗氣瓶M的位置應(yīng)在 ______ ，產(chǎn)生Q2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ ．

（5）確認(rèn)含有氣體Q3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ______ ，產(chǎn)生Q3的反應(yīng)的離子方程式為 ______ ．

Answer 1

【答案】Fe表面被濃硫酸作用發(fā)生了鈍化，生成了一層氧化物膜 CD 80% 確認(rèn)SO2已除盡 B與C之間 濃 D中固體由黑變紅、E中固體由白變藍(lán)

【解析】

[探究一]（1）常溫下，鐵易和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，從而阻止進(jìn)一步反應(yīng)；

（2）亞鐵離子有還原性，能還原酸性高錳酸鉀溶液而使其褪色，亞鐵離子遇到K3[Fe(CN)6]溶液變藍(lán)色是亞鐵離子的特征性質(zhì)；根據(jù)硫酸鋇與二氧化硫的關(guān)系式計(jì)算二氧化硫的體積，再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)公式計(jì)算；

[探究二]稱取6.0g碳素鋼放入15.0ml濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y，氣體Y中還可能含有Q2、Q3兩種氣體(相同條件下Q1、Q2、Q3氣體的密度依次減小)，依據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)分析可知，濃硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水，所含碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷丸F反應(yīng)生成氣體為氫氣，Q1、Q2、Q3氣體成分為SO2、CO2、H2，依據(jù)裝置通過(guò)裝置A中高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，裝置B中品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，通過(guò)堿石灰吸收二氧化碳、水蒸氣，通過(guò)裝置D加熱的氧化銅和氫氣發(fā)生反應(yīng)生成銅和水蒸氣，進(jìn)入裝置F無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，裝置F是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置F影響產(chǎn)物檢驗(yàn)，

（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，據(jù)此判斷是否含有二氧化硫；

（4）用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，首先要排除二氧化硫的干擾；碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳；

（5）濃硫酸隨反應(yīng)進(jìn)行濃度減小變化為稀硫酸和鐵反應(yīng)生成Q3為氫氣；

[探究一]（1）常溫下，Fe易和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步被氧化，該現(xiàn)象為鈍化現(xiàn)象，所以放入濃硫酸后的碳素鋼加入硫酸銅溶液中無(wú)變化，說(shuō)明Fe表面發(fā)生了鈍化，生成了一層氧化物膜；

（2）①亞鐵離子具有還原性，而酸性高錳酸鉀有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，亞鐵離子遇到K3[Fe(CN)6]溶液變藍(lán)色；

答案選CD；

，，所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2 ~ BaSO4，設(shè)二氧化硫的體積為V，

SO2 ~ BaSO4，

2.24L 233 g

V 4.66g V=0.448l=448ml，

所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)；

[探究二]稱取6.0g碳素鋼放入15.0ml濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y，氣體Y中還可能含有Q2、Q3兩種氣體(相同條件下Q1、Q2、Q3氣體的密度依次減小)，依據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)分析可知，濃硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫和水，所含碳和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷丸F反應(yīng)生成氣體為氫氣，Q1、Q2、Q3氣體成分為SO2、CO2、H2，依據(jù)裝置通過(guò)裝置A中高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，裝置B中品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，通過(guò)堿石灰吸收二氧化碳、水蒸氣，通過(guò)裝置D加熱的氧化銅和氫氣發(fā)生反應(yīng)生成銅和水蒸氣，進(jìn)入裝置F無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，裝置F是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置F影響產(chǎn)物檢驗(yàn)，

（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡；

（4）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫還能使品紅溶液褪色，所以要檢驗(yàn)二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾，B裝置是檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，所以澄清石灰水應(yīng)放置在B和C之間，碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為：濃；

（5）確認(rèn)含有氣體為氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，氫氣還原氧化銅固體黑色變化為紅色，生成氣體中含水蒸氣，遇到無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，確認(rèn)含有氣體Q3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是D中固體由黑變紅、E中固體由白變藍(lán)，產(chǎn)生Q3的反應(yīng)的離子方程式為。