题目内容

15．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是在冷浓硫酸中铁钉表面形成了一层致密的氧化物保护膜，阻止了铁与硫酸铜溶液的接触．
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y．
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+．若要确认其中的Fe2+，需进行的实验是向高锰酸钾酸性溶液中滴加溶液X，若紫红色褪去，则溶液X中含有Fe2+．
②乙同学取336mL（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，经适当操作后得干燥固体2.33g．由此推知气体Y中SO2的体积分数为（简要表述计算过程）因为n（BaSO4）=n（SO2）=0.01mol，而336mL（标准状况）气体的物质的量为0.015mol，所以SO2的体积分数为：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%．

分析 （1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化；
（2）①实验室在检验Fe2+时，可利用+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色来检验；
②生成的SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，利用硫元素的守恒，结合关系式：SO2→BaSO4求出SO2的体积分数．

解答 解：（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，故答案为：在冷浓硫酸中铁钉表面形成了一层致密的氧化物保护膜，阻止了铁与硫酸铜溶液的接触；
（2）①实验室在检验Fe2+时，可利用+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色来检验，进行的实验为向高锰酸钾酸性溶液中滴加溶液X，若紫红色褪去，则溶液X中含有Fe2+，
故答案为：向高锰酸钾酸性溶液中滴加溶液X，若紫红色褪去，则溶液X中含有Fe2+；
②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，
n（混合气体）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
SO2 →BaSO4
1mol     233g
n        2.33g
n=0.01mol
则 SO2的体积分数：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%，
故答案为：因为n（BaSO4）=n（SO2）=0.01mol，而336mL（标准状况）气体的物质的量为0.015mol，所以SO2的体积分数为：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%．

点评 本题综合考查元素化合物知识、提出假设并设计实验方案的能力和文字表达能力，开放性较强，涉及：浓硫酸的强氧化性，C、S与Fe及其化合物的性质，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．下列物质中：①明矾；②FeCl3；③绿矾；④木炭．可用于做净水剂的是（　　）
A．①②B．①②③C．①②③④D．①③
6．实验室可用右图所示的装置干燥、收集某气体R，则R可能是（　　）
A．NH3B．SO2C．HClD．O2
3．铁粉高温下可以和水蒸气发生反应：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2 在该反应中，作为还原剂的物质是Fe（填化学式），被还原的物质是H2O（填化学式）；若反应中生成了1mol Fe3O4，则消耗3mol Fe，产物Fe3O4与稀盐酸反应生成的盐为FeCl2和 FeCl3（填化学式）．
10．下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是（　　）
A．均为白色固体B．受热均易分解
C．其水溶液均显碱性D．均能与硫酸反应
20．A～G是中学化学常见物质，其中A为相同条件下密度最小的气体单质，E为红棕色气体．

（1）G的化学式是NH4NO3．
（2）A和B反应生成C的化学方程式为N2+3H2 $\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$ 2NH3．
（3）检验C可选用的试剂是bc（填字母）．
a．湿润的蓝色石蕊试纸         b．湿润的红色石蕊试纸         c．浓盐酸
（4）将盛满气体E的大试管倒扣在盛水的水槽中，发生反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，现象为试管内液面上升至距试管底约三分之一处，气体由红棕色变成无色．
（5）汽车尾气中含有CO和物质D，一种治理方法是在汽车排气管上装一个催化转化装置，使CO和D反应，生成另外两种无毒气体．该反应的化学方程式是2NO+2CO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ N2+2CO2 ．
7．已知常温下在溶液中可以发生如下两个离子反应：
Ce4++Fe2+→Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+→2Fe2++Sn4+，
由此可以确定Ce4+、Ce3+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序（　　）
A．Ce4+、Ce3+、Fe3+B．Ce4+、Fe3+、Ce3+C．Fe3+、Ce4+、Ce3+D．Ce3+、Ce4+、Fe3+
13．下列化学用语正确的是（　　）
A．Na2S2中硫元素的化合价为-2B．NH4Cl的电子式：
C．S2-的结构示意图：D．COCl2的电子式：
14．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H1＜△H2的是（　　）
A．2H2（气）+O2（气）═2H2O（气）△H1     2H2（气）+O2（气）═2H2O（液）△H2
B．S（气）+O2（气）═SO2（气）△H1     S（固）+O2（气）═SO2（气）△H2
C．C（固）+$\frac{1}{2}$O2 （气）═CO（气）△H1   C（固）+O2 （气）═CO2（气）△H2
D．H2（气）+Cl2（气）═2HCl（气）△H1   $\frac{1}{2}$H2（气）+$\frac{1}{2}$Cl2（气）=HCl（气）△H 2

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