Question

10．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)：
[探究一]
（1）將已去除表面氧化物的鐵釘放入冷濃硫酸中，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，其原因是鐵釘表面被鈍化．
（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．某同學(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  再加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33g．由于此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為66.7%．
[探究二]
分析上述實(shí)驗(yàn)中SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中除SO₂外還可能含少量的H₂和Q氣體．為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置（圖中夾持儀器省略）．

（3）裝置B中試劑的作用是檢驗(yàn)SO₂是否除盡．
（4）認(rèn)為氣體Y中還含有Q的理由是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（5）為確認(rèn)Q的存在，需在裝置中添加M于C（選填序號(hào)）．
A．A之前    B．A-B間    C．B-C間     D．C-D間．

Answer 1

分析 [探究一]（1）常溫下，鐵和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
（2）根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根據(jù)S原子守恒得n（BaSO₄）=n（S）=n（SO₂）=0.01mol，標(biāo)況下二氧化硫體積=0.01mol×22.4L/mol=224mL；
[探究二]裝置圖分析可知，氣體通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，裝置B檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，C裝置干燥氣體，D裝置是氫氣還原氧化銅生成銅和水蒸氣，E是檢驗(yàn)生成的水蒸氣，F(xiàn)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入干擾檢驗(yàn)，
（3）品紅溶液能檢驗(yàn)二氧化硫存在；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳；
（5）碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以Q為CO₂，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，所以應(yīng)該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗(yàn)二氧化碳．

解答 解：[探究一]（1）常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層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，所以將鐵釘放入濃硫酸片刻無(wú)明顯變化的原因是鐵釘表面被鈍化，故答案為：鐵釘表面被鈍化；
（2）根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根據(jù)S原子守恒得n（BaSO₄）=n（S）=n（SO₂）=0.01mol，標(biāo)況下二氧化硫體積=0.01mol×22.4L/mol=224mL，二氧化硫體積分?jǐn)?shù)=$\frac{224ml}{336ml}$×100%=66.7%，
故答案為：66.7%；
[探究二]
（3）品紅溶液能檢驗(yàn)二氧化硫存在，所以該裝置的作用是檢驗(yàn)SO₂是否除盡，故答案為：檢驗(yàn)SO₂是否除盡；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以Q是二氧化碳，反應(yīng)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（5）碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以Q為CO₂，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，所以應(yīng)該在排除二氧化硫條件下將氣體通入澄清石灰水中檢驗(yàn)二氧化碳，故選C，
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)，為高頻考點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，知道每個(gè)裝置可能發(fā)生的反應(yīng)及其作用，難點(diǎn)是判斷堿石灰作用，題目難度中等．