题目内容

7．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，其原因是常温下，铁遇浓硫酸发生钝化现象；
（2）称取碳素钢6.0g放入足量浓硫酸中，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d；
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0.56L（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80%．
【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M和N两种气体，其中M是密度最小的气体．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）．

（3）装置B中试剂的作用是检验SO2是否除尽；
（4）写出Y气体中的N气体生成的化学方程式：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O
（5）为确认N的存在，需在装置中添加洗气瓶M于c；
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M，预计实验现象应是D中固体由黑色变红色和E中固体由白色变蓝色．

分析 （1）常温下，铁遇冷的浓硫酸发生钝化现象；
（2）①亚铁离子有还原性，能还原酸性高锰酸钾溶液而使其褪色；
②根据硫酸钡与二氧化硫的关系式计算二氧化硫的体积，再根据体积分数公式计算；
（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，据此判断是否含有二氧化硫；
（4）碳素钢中含有碳，加热条件下，碳和浓硫酸反应生成二氧化碳；
（5）用澄清石灰水检验二氧化碳，首先要排除二氧化硫的干扰；
（6）M是密度最小的气体，所以M是氢气，氢气具有还原性，能含有氧化铜同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝．

解答 解：（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：常温下，铁遇浓硫酸发生钝化现象；
（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，铁离子和亚铁离子同时存在时，应该用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子，故d正确，
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
则：V=$\frac{22.4L×4.66g}{233g}$=0.448L，
所以二氧化硫的体积分数为：$\frac{0.448L}{0.56L}$×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（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O，
故答案为：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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）M是密度最小的气体，所以M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．

点评 本题考查性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，涉及浓硫酸的性质、二氧化硫的性质、常见物质的检验等知识点，侧重于考查学生综合运用化学知识的能力和实验能力，注意常温下铁和冷的浓硫酸不是不反应，而是反应生成了致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，为易错点．

练习册系列答案
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12．铜是过渡金属元素，可以形成多种化合物．
（1）CuCl的盐酸溶液能够与CO发生反应：CuCl+CO+H2O═Cu（CO）Cl•H2O
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②CO常温下为气体，固态时属于分子晶体．
（2）Cu+与NH3形成的配合物可表示成[Cu（NH3）n]+，该配合物中，Cu+的4s轨道及4p通过sp杂化接受NH3提供的电子对．[Cu（NH3）n]+中Cu+ 与n个氮原子的空间结构呈直线型，n=2．
（3）CuCl2溶液与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成配离子[Cu（En）2]2+（En是乙二胺的简写）：
请回答下列问题：
①配离子[Cu（En）2]2+的中心原子（离子）基态外围电子排布式为3d9．
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13．下列各组离子能在指定溶液中大量共存的是（　　）
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2．水滑石是一类重要的阻燃剂．某研究小组为了探究一种水滑石M（仅含五种常见短周期元素，带结晶水，其摩尔质量为266.5g•mol-）的组成和性质，设计并完成如下实验：

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（2）气体甲常温常压下为无色无味液体．
回答下列问题：
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16．下列离子方程式的书写正确的（　　）
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17．生活中为了延长鲜花的寿命，通常会在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”．下表是0.5L某种“鲜花保鲜剂”中含有的成分及含量，阅读后回答下列问题：
成分质量（g）摩尔质量（g/mol）
蔗糖25.00342
硫酸钾0.25174
阿司匹林0.17180
高锰酸钾0.25158
硝酸银0.02170
（1）下列“鲜花保鲜剂”的成分中，属于非电解质的是A．
A．蔗糖        B．硫酸钾       C．高锰酸钾        D．硝酸银
（2）“鲜花保鲜剂”中K+（阿司匹林中不含K+）的物质的量浓度为：$\frac{\frac{0.25}{128}+\frac{0.25}{174}×2}{0.5}$ mol•L-1．（要求用原始数据书写出表达式，不需要化简）
（3）为了研究不同浓度的“鲜花保鲜剂”的保鲜功效，需配制多份不同物质的量浓度的溶液进行研究．现欲配制480mL某物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”，所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管．（在横线上填写所缺仪器的名称）
（4）配制上述“鲜花保鲜剂”时，其正确的操作顺序是（用字母表示，每个操作只用一次）：G→B→C→A→F→E→D；
A．用少量水洗涤烧杯2-3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B．在烧杯中加入适量水溶解
C．将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，反复上下颠倒，摇匀，装入贴有标签的试剂瓶
E．改用胶头滴管加水，使溶液的凹面恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1-2cm处
G．用电子天平称量各组成成分，并把它们放入烧杯中混合
（5）在溶液配制过程中，下列操作使溶液浓度偏小的是：AD．
A．定容时仰视容量瓶刻度线
B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水
C．容量瓶在使用前刚刚配制完一定物质的量浓度的“鲜花保鲜剂”而未洗净
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再用胶头滴管加水至刻度线．

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