题目内容
【题目】回答以下问题：
（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）另称取已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）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+所有可能的离子方程式： ．
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量氯水中，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 ．
（3）向100ml水中投入Na和Al共16克，充分反应后剩余金属1g．计算放出H2的体积为升（标准状况下）
（4）向含有0.3mol NaAlO2的溶液中滴加1mol/L HCl，当生成7.8克沉淀时，加入盐酸的体积为mL
（5）向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入120ml 2.2mol/L的硫酸溶液中，充分反应后生成896mL标准状况下的气体，得不溶物1.28g，过滤后，向滤液中加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL时开始出现沉淀，则滤液中FeSO4的物质的量浓度为（设滤液体积为120ml）mol/L．
【答案】
（1）铁表面被钝化
（2）Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；66.7%
（3）13.44
（4）100或900
（5）1.87
【解析】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，所以答案是：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+ ， 所以答案是：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；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）= 
=0.015mol，
SO2→ | BaSO4 |
1mol | 233g |
n | 2.33g |
n=0.01mol
则 SO2的体积分数： 
=66.7%，
所以答案是：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；66.7%；（3）Al和水不反应，所以剩余金属应该是Al，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可以得出关系式Na～NaOH～Al，则参与反应的Na和Al的质量之比为23：27，Na和Al的质量和为15g，所以n（Na）= 
=0.3mol，n（Al）= =0.3mol，根据Na、Al和氢气之间的关系式得氢气体积=（0.3mol×0.5+0.3mol×1.5）×22.4L/mol=13.44L，所以答案是：13.44；（4）n（Al（OH）3）= 
=0.1mol＜0.3mol，一种情况是：铝元素存在于偏铝酸钠和氢氧化铝中，此时盐酸少量，只能沉淀一部分AlO2﹣ ， 根据NaAlO2+HCl+H2O=Al（OH）3↓+NaCl得，n（HCl）=n（Al（OH）3）=0.1mol，则盐酸体积= 
=100mL；
另一种情况是铝元素存在于氯化铝和氢氧化铝中，此时盐酸较多，先把AlO2﹣全部沉淀，后又将部分沉淀溶解，生成氢氧化铝需要n（HCl）=n（NaAlO2）=n（Al（OH）3）=0.3mol，溶解Al（OH）3生成氯化铝需要盐酸的n（HCl）=3n（AlCl3）=3×（0.3﹣0.1）mol=0.6mol，所以需要盐酸体积= 
=900mL，
所以答案是：100或900；（5）固体混合物和稀硫酸反应后有固体剩余，说明溶液中不存在铁离子，向滤液中加入加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL时开始出现沉淀，说明硫酸有剩余，铁先和铜离子后和氢离子发生置换反应，所以滤液中的溶质是硫酸、硫酸亚铁，n（H2SO4）=2.2mol/L×0.12L=0.264mol，与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量= 
n（NaOH）= ×2mol/L×0.04L=0.04mol，剩余的硫酸的物质的量=0.264mol﹣0.04mol=0.224mol，剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，根据硫酸和硫酸亚铁的关系式计算硫酸亚铁的物质的量浓度为： 
=1.87mol/L，所以答案是：1.87．
