Question

I．為研究盛裝濃硫酸的鐵質材料（碳素鋼）與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：
實驗：稱取鐵釘5.6g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y．
（l）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______（選填序號）．
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448mL （標準狀況）氣體飛通入足量溴水中，溴水褪色．寫出反應的離子方程式：______．然后向所得溶液中加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)______干燥等實驗操作步驟后稱量得固體2.33g．由此推知氣體Y中SO₂的體積分數(shù)為50%．
提出猜想：
II．分析上述實驗中SO₂體積分數(shù)的結果，同學們認為氣體Y中還可能含有其它氣體并作如下猜想：
猜想一：Y氣體中可能含有H₂；
猜想二：Y氣體中可能含有CO₂；
猜想三：Y氣體中可能含有H₂和CO₂
設計實驗，驗證猜想：
為驗證以上猜想，同學們準備用下列裝置設計探究實驗（裝置可重復使用，夾持儀器省略）．
（l）實驗裝置的連接順序為A→______→______→F→______→______→F （填字母）．
（2）裝置B中試劑的作用是______
（3）猜想一的理由是______（用化學方程式表示）．
（4）如果猜想一成立，預計按①中裝置反應則可觀察到得實驗現(xiàn)象應為：______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）亞鐵離子具有還原性，高錳酸鉀溶液呈紫色，具有氧化性，可與亞鐵離子在酸性條件下反應；
（2）SO₂氣體通入足量溴水中，發(fā)生氧化還原反應，后向所得溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成硫酸鋇沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后可知SO₂氣體的量；
Ⅱ（1）驗證氣體存在的順序為：SO₂→CO₂→CO和H₂被氧化→H₂O→CO₂，實驗中要避免其它物質的性質干擾；
（2）檢驗CO₂氣體的存在應先除去SO₂氣體并檢驗是否除盡；
（3）氣體中如含有H₂，發(fā)生的反應為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）含有H₂，與CuO在加熱條件下反應生成銅和水，以此來判斷反應現(xiàn)象．
解答：解：Ⅰ．（1）溶液為Fe³⁺和Fe²⁺離子的混合物，加入KSCN溶液和氯水、鐵粉和KSCN溶液、濃氨水都不能檢驗亞鐵離子的存在，亞鐵離子具有還原性，高錳酸鉀溶液呈紫色，具有氧化性，可與亞鐵離子在酸性條件下反應二褪色，故答案為：d；
（2）SO₂氣體通入足量溴水中，發(fā)生氧化還原反應，后向所得溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成硫酸鋇沉淀，反應為Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后可知SO₂氣體的量，故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；過濾、洗滌；
Ⅱ．（1）根據(jù)鐵釘（或碳素鋼）中含有碳元素，推斷所的氣體中可能含有二氧化碳，結合圖中設計裝置的目的，可知檢驗二氧化碳的方法是首先將二氧化硫除去→確認二氧化硫已經(jīng)完全除去→澄清石灰水，對于氫氣的檢驗則可通過與灼熱氧化銅的反應現(xiàn)象和對產(chǎn)物水的驗證來實現(xiàn)，驗證氣體存在的順序為：SO₂→CO₂→CO和H₂被氧化→H₂O→CO₂，實驗中要避免其它物質的性質干擾，故答案為：B→C→F→E→D；
（2）CO₂氣體和SO₂氣體都能使澄清石灰水變渾濁，檢驗CO₂氣體的存在應先除去SO₂氣體并檢驗是否除盡，故答案為：檢驗SO₂是否除盡；
（3）氣體中如含有H₂，發(fā)生的反應為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，故答案為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）含有H₂，與CuO在加熱條件下反應生成銅和水，E中固體由黑色氧化銅生成紅色銅，D中無色硫酸銅吸水生成五水硫酸銅藍色晶體，故答案為：E中固體由黑變紅，D中固體由白變藍色．
點評：本題考查常見氣體的檢驗，題目較為綜合，具有一定難度，做題時注意把握物質的性質是解答本題的關鍵，特別是要排除其它物質的干擾．