题目内容

10．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：
[探究一]
（1）将已去除表面氧化物的铁钉放入冷浓硫酸中，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，其原因是铁钉表面被钝化．
（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．某同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4  再加入足量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%．
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中除SO2外还可能含少量的H2和Q气体．为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）．

（3）装置B中试剂的作用是检验SO2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．

分析 [探究一]（1）常温下，铁和浓硫酸发生钝化现象；
（2）根据SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO4，n（BaSO4）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根据S原子守恒得n（BaSO4）=n（S）=n（SO2）=0.01mol，标况下二氧化硫体积=0.01mol×22.4L/mol=224mL；
[探究二]装置图分析可知，气体通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，装置B检验二氧化硫是否除净，C装置干燥气体，D装置是氢气还原氧化铜生成铜和水蒸气，E是检验生成的水蒸气，F防止空气中水蒸气进入干扰检验，
（3）品红溶液能检验二氧化硫存在；
（4）加热条件下，C和浓硫酸反应生成二氧化碳；
（5）碳和浓硫酸反应生成二氧化碳，所以Q为CO2，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，所以应该在排除二氧化硫条件下将气体通入澄清石灰水中检验二氧化碳．

解答 解：[探究一]（1）常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，该现象为钝化现象，所以将铁钉放入浓硫酸片刻无明显变化的原因是铁钉表面被钝化，故答案为：铁钉表面被钝化；
（2）根据SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4知，二氧化硫被氧化生成硫酸，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，所以2.33g沉淀是BaSO4，n（BaSO4）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根据S原子守恒得n（BaSO4）=n（S）=n（SO2）=0.01mol，标况下二氧化硫体积=0.01mol×22.4L/mol=224mL，二氧化硫体积分数=$\frac{224ml}{336ml}$×100%=66.7%，
故答案为：66.7%；
[探究二]
（3）品红溶液能检验二氧化硫存在，所以该装置的作用是检验SO2是否除尽，故答案为：检验SO2是否除尽；
（4）加热条件下，C和浓硫酸反应生成二氧化碳，所以Q是二氧化碳，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）碳和浓硫酸反应生成二氧化碳，所以Q为CO2，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，所以应该在排除二氧化硫条件下将气体通入澄清石灰水中检验二氧化碳，故选C，
故答案为：C．

点评 本题考查性质实验方案评价，为高频考点，明确实验原理是解本题关键，知道每个装置可能发生的反应及其作用，难点是判断碱石灰作用，题目难度中等．

练习册系列答案
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