Question

5．為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：
（1）將已去除表面氧化物的鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是鐵釘遇冷濃硫酸在表面形成致密的氧化膜．
（2）取鐵釘6.0g放入15.0ml濃硫酸中，加熱，充分應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe³⁺外還可能含有Fe²⁺．若要確認(rèn)其中的Fe²⁺，應(yīng)選用下列試劑中的d （ 選填序號）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析．
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)取經(jīng)干燥過的氣體Y336ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體2.33g．由于此推知?dú)怏wY中H₂的體積分?jǐn)?shù)為33.3%．

Answer 1

分析 （1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性能使鐵釘鈍化；
（2）①利用+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色來檢驗(yàn)；
②生成的SO₂具有還原性，通入足量溴水中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，利用硫元素的守恒并結(jié)合關(guān)系式：SO₂→BaSO₄求出SO₂的物質(zhì)的量，從而得出氫氣的物質(zhì)的量，再計(jì)算出氫氣的體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵釘（碳素鋼）放入冷濃硫酸中，濃硫酸有較強(qiáng)的氧化性，鐵釘遇冷濃硫酸在表面形成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，
故答案為：鐵釘遇冷濃硫酸在表面形成致密的氧化膜；
（2）①+2價(jià)亞鐵離子能使酸化的高錳酸鉀褪色，a、b都不能檢驗(yàn)亞鐵離子，只有d能檢驗(yàn)溶液中含有+2價(jià)鐵離子，選c會生成兩種沉淀，受氫氧化鐵顏色的影響無法辨別，只能選d，
故答案為：d；
②SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
標(biāo)況下336mL混合氣體的物質(zhì)的量為：n（混合氣體）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
SO₂→BaSO₄
1mol  233g
n     2.33g
則：n=$\frac{1mol×2.33g}{233g}$=0.01mol，
則混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為0.015mol-0.01mol=0.005mol，相同條件下氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，
故混合氣體中H₂的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.005mol}{0.015mol}$×100%≈33.3%，
故答案為：33.3%．

點(diǎn)評 本題綜合考查元素化合物知識、提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力和文字表達(dá)能力，題目難度中等，試題開放性較強(qiáng)，涉及濃硫酸的強(qiáng)氧化性，C、S與Fe及其化合物的性質(zhì)，注意熟練掌握濃硫酸的性質(zhì)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)原則．