题目内容
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 。
(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+。写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式: 。若要确认其中有Fe2+,应选用 (选填序号)。
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336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的化学方程式为: 。然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
(8分)(1)铁表面被钝化 (2)①Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+ 2Fe3+=3Fe2+ d
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 66.7%
【解析】
试题分析:(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阻止反应进一步进行,故答案为:铁表面被钝化;
(2)①在加热条件下,浓硫酸与Fe反应生成Fe3+,当溶液浓度减小时,硫酸氧化性减弱,生成Fe2+,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,如硫酸完全消耗,且铁过量时,还会发生Fe+2Fe3+=3Fe2+,+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a会造成干扰,选b只能检验溶液中含有+3价铁离子,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别,只能选d。
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)=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol,则
SO2→BaSO4
1mol 233g
n 2.33g
n=0.01mol
则 SO2的体积分数:×100%=66.7%。
考点:考查浓硫酸的性质、亚铁离子与铁离子转化、离子检验以及体积分数计算等