Question

11．為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼（即鐵和碳的合金）進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：
（1）常溫下，工業(yè)上用鐵質(zhì)容器盛放冷的濃硫酸，其原因是鐵釘表面被鈍化；
（2）稱取碳素鋼6.0g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)其中的Fe²⁺，應(yīng)選用d；
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(xué)取560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄反應(yīng)，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66g．由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為80%．
（3）分析Y氣體中還含有另一種能使澄清石灰水變混濁的氣體，化學(xué)方程式表示是如何生成的C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；如果該反應(yīng)有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氣體6.72L．

Answer 1

分析 （1）鐵在冷的濃硫酸中發(fā)生鈍化，表面形成致密的氧化膜；
（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；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；
（3）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；根據(jù)方程式轉(zhuǎn)移4mole-～～3×22.4L的氣體．

解答 解：（1）常溫下，鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步的反應(yīng)，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以反應(yīng)片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，故答案為：鐵釘表面被鈍化；
（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，故答案為：d；
②SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl，
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，
22.4L     233g
V         4.66g
V=0.448l=448mL，所以二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{448ml}{560ml}$=80%，
故答案為：80%；
（3）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C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，由方程式可知
4mole-～～3×22.4L，所以0.4mol電子轉(zhuǎn)移，生成氣體為6.72L，故答案為：C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；6.72．

點(diǎn)評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)、常見物質(zhì)的檢驗(yàn)等知識點(diǎn)，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，注意常溫下，鐵和冷的濃硫酸不是不反應(yīng)，而是反應(yīng)生成了致密的氧化物薄膜而阻止了進(jìn)一步反應(yīng)，為易錯(cuò)點(diǎn)．