Question

19．工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸．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．
【探究一】
（1）甲同學(xué)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，其原因是常溫下濃硫酸使鐵鈍化．
【探究二】
（2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y．
乙同學(xué)取336mL（標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)操作后得干燥固體2.33g．由此推知?dú)怏wY中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為66.7%．
分析上述實驗中SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H₂和Q氣體．為此設(shè)計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）：

（3）裝置B中試劑的作用是檢驗SO₂是否除盡．
（4）認(rèn)為氣體Y中還含有Q的理由是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（5）為確認(rèn)Q的存在，需在裝置中添加M于c（選填序號）．
a．A之前　　　　　　b．A-B間         c．B-C間           d．C-D間
（6）如果氣體Y中含有H₂，預(yù)計實驗現(xiàn)象應(yīng)是D中黑色粉末變紅，E中白色粉末變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)濃硫酸的強(qiáng)氧化性解答；
（2）生成的SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，利用硫元素的守恒，結(jié)合關(guān)系式：SO₂→BaSO₄求出SO₂的體積分?jǐn)?shù)；
（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，從而檢驗二氧化硫是否除盡；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳；
（5）在確定不存在二氧化硫條件下，將氣體通入澄清石灰水檢驗是否含有二氧化碳；
（6）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(lán)色．

解答 解：（1）濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，常溫下遇到鐵發(fā)生鈍化，形成致密氧化膜阻止反應(yīng)進(jìn)行；
故答案為：常溫下濃硫酸使鐵鈍化；
（2）SO₂具有還原性，通入足量溴水中，發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
n（混合氣體）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
SO₂ →BaSO₄
1mol     233g
n        2.33g
n=0.01mol；
則 SO2的體積分?jǐn)?shù)：$\frac{0.01}{0.015}$×100%=66.7%，
故答案為：66.7%；
（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以B可以檢驗A中是否完全除去二氧化硫，
故答案為：檢驗SO₂是否除盡；
（4）加熱條件下，C和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，所以Q是二氧化碳，反應(yīng)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（5）實驗室用澄清石灰水檢驗二氧化碳，但二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，要檢驗二氧化碳應(yīng)該排除二氧化硫的干擾，所以在確定不存在二氧化硫條件下，將氣體通入澄清石灰水檢驗是否含有二氧化碳，該檢驗裝置應(yīng)該在B-C之間，
故答案為：c；
（6）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(lán)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(lán)，則證明含有氫氣，
故答案為：D中黑色粉末變紅，E中白色粉末變藍(lán)．

點(diǎn)評 本題綜合考查元素化合物知識，考查性質(zhì)實驗方案設(shè)計，熟悉相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意二價鐵離子、三價鐵離子的檢驗方法，題目難度中等．