Question

鐵是日常生活中用途最廣、用量最大的金屬材料。

(1)常溫下，可用鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸的原因是                                   。

（2）某實驗小組利用右圖裝置驗證鐵與水蒸氣的反應。

①濕棉花的作用是      ，試管中反應的化學方程式是                                  。

②實驗結(jié)束后，取出少量反應后的固體于試管中，加入過量鹽酸，固體完全溶解，所得溶液中存在的陽離子是            （填序號）。

a．一定有Fe²⁺、H⁺和Fe³⁺          b．一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺   

c．一定有Fe²⁺、Fe³⁺，可能有 H⁺    d．一定有Fe³⁺、H⁺，可能有Fe²⁺

（3）另稱取一定量的鐵釘放入適量的濃硫酸中，加熱，充分反應后收集氣體。經(jīng)測定氣體中含有SO₂、CO₂和H₂。

① 鐵與濃硫酸反應的化學方程式是                                              。

② 氣體中混有CO₂的原因是（用化學方程式表示）                                  。

③ 將672 mL（標準狀況）收集到的氣體通入足量溴水中，發(fā)生反應：

SO₂ + Br₂ + 2H₂O = 2HBr + H₂SO₄，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)洗滌、干燥得到固體4.66 g。由此推知收集到的氣體中SO₂的體積分數(shù)是        。

 

Answer 1

【答案】

（1）濃硫酸具有強氧化性，在鐵表面生成一層致密的氧化膜

（2）①提供水蒸氣   3Fe+4H₂O(g)  Fe₃O₄+4H₂     ②b

（3）①2Fe+6H₂SO₄(濃)  Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O

②C+2H₂SO₄(濃)   CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O            ③66.7%

【解析】（1）由于濃硫酸具有強氧化性，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，在鐵表面生成一層致密的氧化膜，所以可用鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸。

（2）①反應物還有水蒸氣，所以濕棉花的作用是提供水蒸氣，反應的方程式為3Fe+4H₂O(g)  Fe₃O₄+4H₂ 。

②由于四氧化三鐵中含有＋2價和＋3價的鐵，而鐵離子氧化性強于氫離子的，所以首先氧化可能剩余的單質(zhì)鐵，因此溶液中一定含有亞鐵離子，所以只有選項b正確。

（3）①在加熱的條件下，濃硫酸和鐵反應的方程式為2Fe+6H₂SO₄(濃)  Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O。

②由于鐵中含有雜質(zhì)碳，碳能被濃硫酸氧化生成CO₂，方程式為C+2H₂SO₄(濃)  CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O。

③白色沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是0.02mol，則根據(jù)S原子守恒可知，SO₂是0.02mol，所以氣體中SO₂的體積分數(shù)是0.02÷0.03×100％＝66.7％。