Question

15．工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸，為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：
（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(wú)明顯變化，其原因是在冷濃硫酸中鐵釘表面形成了一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止了鐵與硫酸銅溶液的接觸．
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺．若要確認(rèn)其中的Fe²⁺，需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是向高錳酸鉀酸性溶液中滴加溶液X，若紫紅色褪去，則溶液X中含有Fe²⁺．
②乙同學(xué)取336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)：SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33g．由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為（簡(jiǎn)要表述計(jì)算過(guò)程）因?yàn)閚（BaSO₄）=n（SO₂）=0.01mol，而336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體的物質(zhì)的量為0.015mol，所以SO₂的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%．

Answer 1

分析 （1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化；
（2）①實(shí)驗(yàn)室在檢驗(yàn)Fe²⁺時(shí)，可利用+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色來(lái)檢驗(yàn)；
②生成的SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，利用硫元素的守恒，結(jié)合關(guān)系式：SO₂→BaSO₄求出SO₂的體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，故答案為：在冷濃硫酸中鐵釘表面形成了一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止了鐵與硫酸銅溶液的接觸；
（2）①實(shí)驗(yàn)室在檢驗(yàn)Fe²⁺時(shí)，可利用+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色來(lái)檢驗(yàn)，進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)為向高錳酸鉀酸性溶液中滴加溶液X，若紫紅色褪去，則溶液X中含有Fe²⁺，
故答案為：向高錳酸鉀酸性溶液中滴加溶液X，若紫紅色褪去，則溶液X中含有Fe²⁺；
②SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
n（混合氣體）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
SO₂ →BaSO₄
1mol     233g
n        2.33g
n=0.01mol
則 SO₂的體積分?jǐn)?shù)：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%，
故答案為：因?yàn)閚（BaSO₄）=n（SO₂）=0.01mol，而336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體的物質(zhì)的量為0.015mol，所以SO₂的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查元素化合物知識(shí)、提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力和文字表達(dá)能力，開放性較強(qiáng)，涉及：濃硫酸的強(qiáng)氧化性，C、S與Fe及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等．