Question

工業(yè)上常用鐵質容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應，某學習小組進行了以下探究活動：

【探究一】

（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__________________。

（2）另取鐵釘6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應后收集到氣體Y。

甲同學取336 mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4

然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當操作后得干燥固體2.33 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為______。

【探究二】

分析上述實驗中SO2體積分數(shù)的結果，乙同學認為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設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_________________________________________。

（4）認為氣體Y中還含有Q的理由是______________________________。（用化學方程式表示）。

（5）為確認Q的存在，需在裝置中添加M于______（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，預計實驗現(xiàn)象應是____________________________。

（7）若要測定限定體積氣體Y中H2的含量（標準狀況下約有28 mL H2），除可用測量H2體積的方法外，可否選用質量稱量的方法？做出判斷并說明理由________。

 

Answer 1

（1）鐵釘表面被鈍化

（2）66.7%

（3）檢驗SO2是否除盡

（4）C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O

（5）c （6）D中固體由黑變紅和E中固體由白變藍

（7）否，用托盤天平無法稱量D或E的差量（或可以，可用分析天平稱量D或E的差量）【解析】（1）鐵釘在濃硫酸中發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的氧化膜。

（2）,所以V（SO2）=0.01 mol×

22.4 L·mol-1=0.224 L=224 mL，SO2體積分數(shù)為×100%≈66.7%。

（3）鐵釘為碳素鋼，故加熱后碳與濃硫酸反應可產(chǎn)生CO2、SO2，當濃硫酸變稀后，會產(chǎn)生H2，所以混合氣體中有SO2、CO2、H2。能對品紅溶液產(chǎn)生作用的只有SO2，所以品紅溶液的作用是檢驗SO2是否在前一洗氣瓶中被除盡。

（5）檢驗CO2要用澄清石灰水，應放在SO2被除盡之后進行，因SO2與澄清石灰水也可出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；也不能放在C、D之間，因為氣體會帶出水蒸氣，對后面實驗結果帶來影響，且堿石灰能吸收CO2，故M應放于B、C之間。

（6）H2還原CuO（黑色）得Cu（紅色），生成的水被無水CuSO4吸收生成藍色的CuSO4·5H2O。

（7）由于H2量很少，微小質量變化用托盤天平無法測量，只能用更精密的分析天平稱量。