题目内容
15.工业上常用铁质容器盛装冷浓酸.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Fe表面发生了钝化,生成了一层氧化物膜.
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml.浓硫酸,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+,应选用d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: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.由于此推知气体Y中SO2的体积分数为66.7%.
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体.为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略).
(3)装置B中试剂的作用是验收二氧化硫是否除尽.
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O(用化学方程式表示).
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于C(选填序号).
a. A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是D中黑色变红色,E中白色变蓝色.
分析 (1)常温条件下,铁与浓硫酸能产生钝化现象;
(2)根据亚铁离子的性质选取试剂,亚铁离子有还原性,可用强氧化性的物质检验,且必须有明显的实验现象;
(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,从而检验二氧化硫是否存在;
(4)根据铁钉的成分分析,铁钉中的铁和碳在加热条件下都能与浓硫酸发生氧化还原反应;
(5)根据二氧化硫和二氧化碳的性质分析选择位置;
(6)根据氢气的性质分析,氢气具有还原性,能还原黑色的氧化铜而生成水,水能使白色的无水硫酸铜变蓝.
解答 解:(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行,故答案为:铁钉表面被氧化;
(2)①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色,溶液中已经有三价铁离子,选择a会造成干扰,b能检验三价铁离子的存在,选c生成两种沉淀,受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨,
故选d;
②SO2具有还原性,通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀,则n(混合气体)=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol;
SO2 ~BaSO4
1mol 233g
n 2.33g
n=0.01mol
所以二氧化硫的体积分数为:$\frac{0.01mol}{0.015mol}$×100%=66.7%,故答案为:66.7%;
(3)A除去二氧化硫,二氧化硫能使品红溶液褪色,所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫,故答案为:检验二氧化硫是否除尽;
(4)在加热时,铁钉中不仅铁和浓硫酸反应,碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应 方程式为
C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O,故答案为:C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O;
(5)Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在,选d时二氧化碳被碱石灰吸收,故选C;
(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝色,同时有红色的铜单质生成,
故答案为:D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝.
点评 本题考查以铁和浓硫酸反应为载体考查性质实验方案设计,侧重考查实验操作、物质检验、离子检验等知识点,明确实验原理及各个装置作用是解本题关键,注意二氧化硫、二氧化碳、水蒸气检验先后顺序,要排除外界因素的干扰,题目难度中等.
A. | 铝投入盐酸中 | B. | 液态水变成水蒸气 | ||
C. | 煅烧石灰石生成生石灰和二氧化碳 | D. | 氧分子变成氧原子 |
A. | $\frac{m}{16}$ | B. | 16m | C. | $\frac{m}{32}$ | D. | 32m |
A. | 该反应属于复分解反应 | B. | 该反应中元素的化合价没有变化 | ||
C. | 图中的两种化合物都属于氧化物 | D. | 该反应所得生成物的质量比为1:1 |
A. | C、N、F | B. | Na、Mg、Al | C. | F、Cl、Br | D. | Cl、S、P |
A. | Zn(s)+CuSO4(aq)═ZnSO4(aq)+Cu(s)△H=-216kJ•mol-1,则反应物总能量>生成物总能量 | |
B. | 相同条件下,如果1mol氢原子所具有的能量为E1,1mol 氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2 | |
C. | 101 kPa时,2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6 kJ•mol-1,则H2的燃烧热为△H=-571.6 kJ•mol-1 | |
D. | H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ•mol-1,则1molNaOH的氢氧化钠固体与含0.5molH2SO4的稀硫酸混合后放出57.3kJ的热量 |
A. | CH3CH(OH)C00CH(CH3)C00H | B. | CH3CH(OH)C00CH2CH2C00H | ||
C. | D. |