6.實驗?zāi)康模簽檠芯胯F質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)
(1)稱取鐵釘(碳素鋼)12.0g放入30.0mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y.
①甲同學(xué)認為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+若要確認其中是否含有Fe2+,應(yīng)選擇加入的試劑為d (選填序號)
a.KSCN溶液和氯水  b.鐵粉和KSCN溶液   c.濃氨水   d.酸性KMnO4溶液
②乙同學(xué)取672mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng):SO2+Br2+2H2O=═2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當操作后得到干燥固體4.66g.據(jù)此推知氣體Y 中SO2的體積分數(shù)為66.7%.
分析上述實驗中SO2體積分數(shù)的結(jié)果,丙同學(xué)認為氣體Y中還可能含量有H2和CO2氣體.為此設(shè)計了下列探究實驗裝置(圖中夾持儀器省略).

(2)氣體Y中 還有H2的原因是濃硫酸變?yōu)橄×蛩,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣.
(3)裝置A中試劑的作用是除去混合氣體中的SO2,反應(yīng)的離子方程式5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
(4)簡述確認氣體Y中含有CO2的實驗現(xiàn)象B中品紅溶液不褪色,C中石灰水變渾濁.
(5)如果氣體Y中含有H2,預(yù)計實驗現(xiàn)象應(yīng)是E中黑色固體變紅色,F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍色.

分析 (1)①Fe2+具有還原性,可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng);
②根據(jù)反應(yīng)的方程式SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,利用關(guān)系式法解答;
(2)鐵釘放入濃硫酸中,加熱,先生成二氧化硫,隨著反應(yīng)的進行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣;
(3)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,可用酸性高錳酸鉀除去,為避免空氣中水合二氧化碳進入F裝置,G裝置起到可吸收空氣中的水和二氧化碳的作用;
(4)確認氣體Y中含有CO2,應(yīng)完全排除二氧化硫的干擾,根據(jù)二氧化硫的漂白性解答;
(5)氫氣具有還原性,能還原性,能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),同時生成水,水能使無水硫酸銅變藍色;

解答 解:(1)①溶液為Fe3+和Fe2+離子的混合物,加入KSCN溶液和氯水、鐵粉和KSCN溶液、濃氨水都不能檢驗亞鐵離子的存在,亞鐵離子具有還原性,高錳酸鉀溶液呈紫色,具有氧化性,可與亞鐵離子在酸性條件下反應(yīng)二褪色,
故答案為:d;
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,
所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關(guān)系式為SO2-----BaSO4,
設(shè)二氧化硫的體積為V,
SO2-----BaSO4,
22.4L   233g
V      4.66g
V=0.448l=448mL,所以二氧化硫的體積分數(shù)=$\frac{448mL}{672mL}$×100%=66.7%,
故答案為:66.7%;
(2)鐵釘放入濃硫酸中,加熱,先生成二氧化硫,隨著反應(yīng)的進行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,所以氣體Y中 還有H2,
故答案為:濃硫酸變?yōu)橄×蛩,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣;
(3)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,但二氧化硫具有還原性,可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;
故答案為:除去混合氣體中的SO2;5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;
(4)確認氣體Y中含有CO2,應(yīng)完全排除二氧化硫的干擾,當B中品紅溶液不褪色,C中石灰水變渾濁,可說明含有CO2
故答案為:B中品紅溶液不褪色,C中石灰水變渾濁;
(5)氫氣具有還原性,能還原性,能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),同時生成水,水能使無水硫酸銅變藍色,這是檢驗水的特征反應(yīng),所以如果D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍,則證明含有氫氣,
故答案為:E中黑色固體變紅色,F(xiàn)中無水硫酸銅由白色變藍色.

點評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)、常見物質(zhì)的檢驗等知識點,注意二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁,所以不能用澄清石灰水鑒別無色氣體是二氧化碳還是二氧化硫,題目難度中等.

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