Question

【題目】某學習小組用碳素鋼進行了以下探究活動：
（1）[探究一]將已去除表面氧化膜的碳素鋼釘放入冷濃硫酸中，10min后將鋼釘浸入CuSO4溶液中，鋼釘表面無明顯變化，其原因是
（2）稱取6.0g碳素鋼放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到混合氣體Y．①甲同學認為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+ ， 若要確認是否含有Fe2+ ， 可選用（選填序號）．
A．KSCN溶液 B．濃氨水 C．酸性KMnO4溶液 D．K3[Fe（CN）6]溶液
②乙同學取560mL（標準狀況）干燥氣體Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得到干燥固體4.66g，由此可知Y中含硫化合物Q1的體積分數為 ．
[探究二]丙同學認為氣體Y中還可能含有Q2、Q3兩種氣體（相同條件下Q1、Q2、Q3氣體的密度依次減�。�．為此，設計了下列裝置進行實驗探究（假設有關氣體完全反應）．

（3）裝置B中試劑的作用是 ．
（4）已知洗氣瓶M中盛裝的是澄清石灰水，為確認Q2的存在，洗氣瓶M的位置應在 ， 產生Q2的反應的化學方程式為 ．
（5）確認含有氣體Q3的實驗現象是 ， 產生Q3的反應的離子方程式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe表面被濃硫酸作用發(fā)生了鈍化，生成了一層氧化物膜
（2）CD；80%
（3）確認SO2已除盡
（4）B與C之間；C+2H2SO4（濃） ?CO2↑+2SO2↑+2H2O
（5）D中固體由黑變紅、E中固體由白變藍；Fe+2H+═Fe2++H2↑
【解析】解：[探究一]（1）常溫下，Fe易和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應生成致密的氧化物薄膜而阻止進一步被氧化，該現象為鈍化現象，所以放入濃硫酸后的碳素鋼加入硫酸銅溶液中無變化，說明Fe表面發(fā)生了鈍化，生成了一層氧化物膜，所以答案是：Fe表面被濃硫酸作用發(fā)生了鈍化，生成了一層氧化物膜；（2）①亞鐵離子具有還原性，而酸性高錳酸鉀有氧化性，發(fā)生氧化還原反應使高錳酸鉀溶液褪色，亞鐵離子遇到K3[Fe（CN）6]溶液變藍色，故選CD，所以答案是：CD；②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 ， H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，所以硫酸鋇和二氧化硫之間的關系式為SO2﹣﹣﹣﹣﹣BaSO4 ， 設二氧化硫的體積為V，SO2﹣﹣﹣﹣﹣BaSO4 ，
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL，
所以二氧化硫的體積分數= ×100%=80%，所以答案是：80%；[探究二]稱取6.0g碳素鋼放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到混合氣體Y，氣體Y中還可能含有Q2、Q3兩種氣體（相同條件下Q1、Q2、Q3氣體的密度依次減�。┮罁�反應實質分析可知，濃硫酸和鐵反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水，所含碳和濃硫酸加熱反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，隨反應進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷丸F反應生成氣體為氫氣，Q1、Q2、Q3氣體成分為SO2、CO2、H2 ， 依據裝置通過裝置A中高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，裝置B中品紅溶液檢驗二氧化硫是否除凈，通過堿石灰吸收二氧化碳、水蒸氣，通過裝置D加熱的氧化銅和氫氣發(fā)生反應生成銅和水蒸氣，進入裝置F無水硫酸銅變藍色，裝置F是防止空氣中水蒸氣進入裝置F影響產物檢驗，（3）二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，所以答案是：確認二氧化硫已經除盡；（4）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫還能使品紅溶液褪色，所以要檢驗二氧化碳必須排除二氧化硫的干擾，B裝置是檢驗二氧化硫是否除盡，所以澄清石灰水應放置在B和C之間，碳素鋼中含有碳，加熱條件下，碳能和濃硫酸反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應方程式為：C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O，所以答案是：B與C之間，C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O；（5）確認含有氣體Q3為氫氣的實驗現象是，氫氣還原氧化銅固體黑色變化為紅色，生成氣體中含水蒸氣，遇到無水硫酸銅變藍色，確認含有氣體Q3的實驗現象是D中固體由黑變紅、E中固體由白變藍，產生Q3的反應的離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑，所以答案是：D中固體由黑變紅、E中固體由白變藍，Fe+2H+═Fe2++H2↑；