题目内容

1．铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料．
（1）常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜．
（2）某实验小组利用如图装置验证铁与水蒸气的反应．
①湿棉花的作用是提供水蒸气，试管中反应的化学方程式是3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
②实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是b（填序号）．
a．一定有Fe2+、H+和Fe3+             
b．一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+
c．一定有Fe2+、Fe3+，可能有 H+      
d．一定有Fe3+、H+，可能有Fe2+
（3）另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体．经测定气体中含有SO2、CO2和H2．
①铁与浓硫酸反应的化学方程式是2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O．
②气体中混有CO2的原因是（用化学方程式表示）C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+2SO2+2H2O．
③将收集到的气体通入足量溴水中，反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-．

分析 （1）常温下Fe遇浓硫酸发生钝化；
（2）①湿棉花含有水蒸气，对反应来说提供了水，铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气；
②产物四氧化三铁中有+2价的铁和+3价的铁，还有可能有过量的铁；
（3）①铁是金属具有还原性，浓硫酸具有氧化性，铁被氧化成+3价铁，浓硫酸被还原成+4价的硫；
②碳单质和浓硫酸在加热的条件下生成二氧化碳和二氧化硫；
③生成的SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4．

解答 解：（1）常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜，故铁制品容器可以盛放浓硫酸，
故答案为：浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜；
（2）①因为是铁和水蒸气的反应，试管内有铁粉，所以湿棉花作用是提供水蒸气；铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，
故答案为：提供水蒸气；3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；
②铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，加入过量盐酸，固体完全溶解，必发生反应：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，所以所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe2+、H+，四氧化三铁黑色固体中可能含有过量的铁，可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe3+═3Fe2+，所以所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+，
故答案为：b；
（3）①铁和浓硫酸反应铁被氧化成+3价铁，浓硫酸被还原成+4价的硫，生成硫酸铁和二氧化硫和水，反应为2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O，
故答案为：2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；
②在反应的过程中，碳单质可以和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫等气体，发生反应为C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+2SO2+2H2O，
故答案为：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+2SO2+2H2O；
③SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，离子方程式方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，
故答案为：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应的应用，题目难度不大．

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