Question

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:

(1)實驗:稱取鐵釘5.6 g放入15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。

①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448 mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生的反應式為:Br₂+SO₂+2H₂O====2HBr+H₂SO₄,然后加入足量BaCl₂溶液,經(jīng)適當操作后得干燥固體2.33 g。由此推知氣體Y中SO₂的體積分數(shù)為　　　　。

(2)提出猜想:分析上述實驗中SO₂體積分數(shù)的結果,同學們認為氣體Y中還可能含有其他氣體并作如下猜想:

猜想一:Y氣體中可能含有H₂;

猜想二:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

猜想三:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)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)。

①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,預計實驗現(xiàn)象應該是　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

Answer 1

【解析】(1)①a項,X中含有Fe³⁺,加KSCN溶液變紅,無法證明含F(xiàn)e²⁺;b項,X中若含F(xiàn)e³⁺不含F(xiàn)e²⁺,加鐵粉和KSCN溶液仍無色,無法證明含F(xiàn)e²⁺;c項,濃氨水與Fe³⁺反應干擾濃氨水與Fe²⁺反應生成的白色沉淀;d項,Fe²⁺有還原性,Fe³⁺無還原性,Fe²⁺能使酸性KMnO₄溶液褪色。

②由關系式SO₂～H₂SO₄～BaSO₄可知

n(SO₂)=n(BaSO₄)==0.01 mol

故SO₂的體積分數(shù)為×100%=50%。

(2)鐵質材料含F(xiàn)e和C,加熱時,Fe、C與濃硫酸反應時生成SO₂和CO₂,當變?yōu)橄×蛩釙r,Fe與稀硫酸反應又生成H₂。

(3)SO₂、CO₂共存時檢驗方法思路:

先驗SO₂→吸收SO₂→驗SO₂除盡→驗CO₂

H₂檢驗的方法思路:干燥H₂→熱CuO→驗H₂O

答案:(1)①d     ②50%

(2)Y氣體中可能含有CO₂

Y氣體中可能含有H₂和CO₂

(3)①B  C     E D   ②檢驗SO₂是否除盡

③Fe+H₂SO₄====FeSO₄+H₂↑

④E中固體由黑變紅,D中固體由白變藍色,C中無明顯現(xiàn)象