Question

【题目】为研究浓硫酸的性质，某同学进行如下实验：
（1）称取铁和碳固体混合物12.0g放入30.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y．取896mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体4.66g．据此推知气体Y 中SO2的体积分数为 ．
（2）分析上述实验中SO2体积分数的结果，该同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体．为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）．

①写出产生CO2的化学方程式 ．
②装置A中试剂的作用是 ， 装置B的作用是 ．
③简述确认气体Y中含有CO2的实验现象 ． 如果气体Y中含有H2 ， 预计实验现象应是 ．

Answer 1

【答案】
（1）50%
（2）C+2H2SO4 CO2+2SO2+2H2O,②除去SO2,检验SO2是否除尽,B中品红溶液不褪色,C中石灰水变浑浊,E中黑色固体变红色,F中无水硫酸铜由白色变蓝色
【解析】解：（1）SO2+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%=50%，

所以答案是：50%；
（2）①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（浓） CO2↑+2SO2↑+2H2O，

所以答案是：C+2H2SO4（浓） CO2↑+2SO2↑+2H2O；

②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：5SO2+2MnO4﹣+2H2O=5SO42﹣+2Mn2++4H+，

所以答案是：除去混合气体中的SO2；5SO2+2MnO4﹣+2H2O=5SO42﹣+2Mn2++4H+；

③确认气体Y中含有CO2，应完全排除二氧化硫的干扰，当B中品红溶液不褪色，C中石灰水变浑浊，可说明含有CO2；

氢气具有还原性，能还原性，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，

所以答案是：B中品红溶液不褪色，C中石灰水变浑浊；E中黑色固体变红色，F中无水硫酸铜由白色变蓝色．