题目内容

【题目】小明发现工业运输浓硫酸使用的是铁罐车,于是进行了探究。

(实验回顾)

把光洁的铁钉放到稀硫酸中,有气泡产生,请写出反应的化学方程式_____。

(提出问题)铁能与浓硫酸发生反应吗?为什么能用铁罐车来运输浓硫酸呢?

(查阅资料)

①常温下,铁与浓硫酸反应表面生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金 属的进一步反应,化学上称之为钝化。

②SO2 可使品红溶液的红色褪去。

(实验探究)小明用相同的铁片和等量的浓硫酸按图 1 和图 2 所示的装置进行实验。

请帮助小明完成下表:

A 中硫酸浓度

实验条件

B 中实验现象

A 中生成的气体

实验一

98%

常温

品红溶液几乎不褪色

生成极少量的 SO2

实验二

98%

加热

品红溶液褪色

______

(交流与讨论)

(1)小明将 A 装置进行了如图 3 所示的改进。 试分析用可移动的铁丝代替铁片的优点(至少写出两条)_____、_____。增加的导管有两个主要作用:一是在反应过程中,导 管伸入液面以下,起到液封作用,防止二氧化硫逸出;二是_____。

(2)在实验过程中,小明发现图 2 的装置有一处明显的不足,请对图 2 的装置提出改进意见_____。

(实验结论)铁与浓硫酸在加热条件下能持续反应,而常温下会因为钝化而使反应停止,

所以能用铁罐车运输冷的浓硫酸。

(实验反思)

(1)在加热的条件下铁与浓硫酸反应除生成二氧化硫外,还能生成硫酸铁和水。请写出铁与浓硫酸反应的化学方程式_____;

(2)经钝化处理后的铁丝在空气中不易生锈,原因是_____。

【答案】Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 生出了大量的二氧化硫 减少实验次数 节约药品 平衡试管内外的气压 进行尾气处理 6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑ 铁丝表面生成了致密的氧化膜

【解析】

解:

[实验回顾]铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;

[实验探究]SO2 可使品红溶液的红色褪去,所以

A 中硫酸浓度

实验条件

B 中实验现象

A 中生成的气体

实验一

98%

常温

品红溶液几乎不褪色

生成极少量的 SO2

实验二

98%

加热

品红溶液褪色

生成了大量的二氧化硫

[交流与讨论](1)改进前需要进行浓硫酸常温、浓硫酸加热分别于铁的反应,铁和浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫,所以用可移动的铁丝代替铁片的优点:减少实验次数、节约药品,增加的导管有两个主要作用:一是在反应过程中,导 管伸入液面以下,起到液封作用,防止二氧化硫逸出;二是平衡试管内外的气压;

(2)二氧化硫有毒,需要尾气处理,所以对图 2 的装置提出改进意见是:进行尾气处理;

[实验反思](1)铁和浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铁、水和二氧化硫,化学方程式为:6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑;

(2)常温下,铁与浓硫酸反应表面生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应,化学上称之为钝化,所以经钝化处理后的铁丝在空气中不易生锈。

故答案为[实验回顾]Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;

[实验探究]SO2 可使品红溶液的红色褪去,所以

A 中硫酸浓度

实验条件

B 中实验现象

A 中生成的气体

实验一

98%

常温

品红溶液几乎不褪色

生成极少量的 SO2

实验二

98%

加热

品红溶液褪色

生成了大量的二氧化硫

[交流与讨论](1)减少实验次数、节约药品,平衡试管内外的气压;

(2)进行尾气处理;

[实验反思](1)6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O+3SO2↑;

(2)铁丝表面生成了致密的氧化膜。

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