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为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:探究一(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是;(2)称取
题目详情
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是______;
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y.
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,应选用______;
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g.由此推知气体Y中SO2的体积分数为______.
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体在标准状况下密度为0.0893g•L-1.为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应).
![](https://www.zaojiaoba.cn/2018-08/21/1534835042-4747.jpg)
(3)装置B中试剂的作用是______;
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于______;
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是______.
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是______;
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y.
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,应选用______;
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g.由此推知气体Y中SO2的体积分数为______.
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体在标准状况下密度为0.0893g•L-1.为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应).
![](https://www.zaojiaoba.cn/2018-08/21/1534835042-4747.jpg)
(3)装置B中试剂的作用是______;
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的
C+2H2SO4
CO2↑+2SO2↑+2H2O
| ||
C+2H2SO4
CO2↑+2SO2↑+2H2O
(用化学方程式表示);
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(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于______;
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是______.
▼优质解答
答案和解析
(1)常温下,铁遇冷的浓硫酸发生氧化还原反应,在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步的反应,即发生钝化现象,所以反应片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,故答案为:铁钉表面被钝化;
(2)①亚铁离子具有还原性,而酸性高锰酸钾有氧化性,发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,故答案为:d;
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,
所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2~BaSO4,设二氧化硫的体积为V,
SO2~~~~BaSO4,
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL,所以二氧化硫的体积分数=
×100%=80%,
故答案为:80%;
(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,故答案为:检验SO2是否除尽;
(4)碳素钢中含有碳,加热条件下,碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应方程式为C+2H2SO4
CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案为:C+2H2SO4
CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(5)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫还能使品红溶液褪色,所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰,B装置是检验二氧化硫是否除尽,所以澄清石灰水应放置在B和C之间,即在通入碱石灰之前检验,故答案为:C;
(6)Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g•L-1,其相对分子质量为2,所以是氢气,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质,同时生成水,水能使无水硫酸铜变蓝色,这是检验水的特征反应,所以如果D中氧化铜变红,E中无水硫酸铜变蓝,则证明含有氢气,
故答案为:D中固体由黑色变红色和E中固体由白色变蓝色.
(2)①亚铁离子具有还原性,而酸性高锰酸钾有氧化性,发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,故答案为:d;
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,
所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2~BaSO4,设二氧化硫的体积为V,
SO2~~~~BaSO4,
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL,所以二氧化硫的体积分数=
448ml |
560ml |
故答案为:80%;
(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,故答案为:检验SO2是否除尽;
(4)碳素钢中含有碳,加热条件下,碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应方程式为C+2H2SO4
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故答案为:C+2H2SO4
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(5)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫还能使品红溶液褪色,所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰,B装置是检验二氧化硫是否除尽,所以澄清石灰水应放置在B和C之间,即在通入碱石灰之前检验,故答案为:C;
(6)Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g•L-1,其相对分子质量为2,所以是氢气,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质,同时生成水,水能使无水硫酸铜变蓝色,这是检验水的特征反应,所以如果D中氧化铜变红,E中无水硫酸铜变蓝,则证明含有氢气,
故答案为:D中固体由黑色变红色和E中固体由白色变蓝色.
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