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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:

(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。

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式:                                                       。

若要确认其中有Fe2+,应选用      (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            。

 

【答案】

(1)铁表面被钝化

(2)①Fe+2H+=Fe2++H2↑  Fe+ 2Fe3+=3Fe2+   d

②SO2+Br2+2H2O = 2HBr+H2SO4   66.7%

【解析】

试题分析:(1)铁在冷的浓硫酸中钝化,表面生成一层致密的氧化物保护膜,铁与CuSO4溶液被隔离。

(2)①随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,变为稀硫酸后,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,Fe过量,能与Fe3+反应生成Fe2+,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑  Fe+ 2Fe3+=3Fe2+ ;因为溶液含有Fe3+,所以不能用a、b、c项检验Fe2+,可利用Fe2+的还原性,用酸性KMnO4溶液检验Fe2+,故d项正确。

②Br2具有氧化性,SO2具有还原性,发生氧化还原反应,化学方程式为:SO2+Br2+2H2O = 2HBr+H2SO4;2.33g为BaSO4的质量,根据S元素守恒可知:SO2 ~ BaSO4 ,n(SO2)=n(BaSO4)=2.33g÷233g/mol=0.01mol,所以SO2的体积分数为:0.01mol×22.4L/mol÷0.336L×100%= 66.7% 。

考点:本题考查物质的性质、方程式的书写、离子的检验,体积分数的计算。

 

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(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。

甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中存在Fe2+,需要进行的实验操作、现象和结论是                                                。

乙同学认为气体Y中除含有SO2、H2外,还可能含有CO2气体。为此设计了下列探究实验装置。图中夹持仪器省略,M中盛有澄清石灰水。

①认为气体Y中还含有CO2的理由是                         (用化学方程式表)。

②装置A中试剂的作用是                                      。

③为确认CO2的存在,需在装置中添加M于            (选填序号)。

      a.A之前       b.A-B间         c.B-C间          d.C-D间

④能说明气体Y中含有H2的实验现象是                                  。

 

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年广东省高三11月月考理科综合试题(化学部分) 题型:实验题

(16分)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。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:

(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。

甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中存在Fe2+,需要进行的实验操作、现象和结论是                                                 。

乙同学认为气体Y中除含有SO2、H2外,还可能含有CO2气体。为此设计了下列探究实验装置。图中夹持仪器省略,M中盛有澄清石灰水。

①认为气体Y中还含有CO2的理由是                          (用化学方程式表)。

②装置A中试剂的作用是                                       。

③为确认CO2的存在,需在装置中添加M于             (选填序号)。

      a.A之前        b.A-B间          c.B-C间           d.C-D间

④能说明气体Y中含有H2的实验现象是                                   。

 

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