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16.為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應,某學習小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進行了以下探究活動:
【探究一】
(1)常溫下,工業(yè)上可用鐵質容器盛放冷的濃硫酸,其原因是鐵在冷的濃硫酸中鈍化,表面生成致密氧化膜.
(2)稱取碳素鋼6.0g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+,產生Fe2+的離子反應方程式為:Fe+2H+=Fe2++H2↑或2Fe3++Fe=3Fe2+,檢驗是否有Fe2+應選用下列cd(選填序號)試劑.
a.KSCN溶液和氯水        b.鐵粉和KSCN溶液
c.K3[Fe(CN)6]溶液           d.酸性KMnO4溶液
②乙同學取560mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反應,然后加入足量BaCl2溶液,經正確操作后得干燥固體4.66g.由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為80%.
【探究二】
根據(jù)上述實驗中SO2體積分數(shù)的分析,丙同學認為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體,其中Q1氣體,在標準狀況下,密度為0.0893g•L-1.為此設計了下列探究實驗裝置(圖1中夾持儀器省略,假設有關氣體完全反應).

(3)裝置B中試劑的作用是檢驗SO2是否除盡
(4)用化學方程式表示Y氣體中的Q2氣體是如何生成的C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(5)為確認Q2的存在,需在裝置中添加洗氣瓶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Q1,預計實驗現(xiàn)象應是D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍.

分析 (1)常溫下,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象;
(2)①濃硫酸變稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵,也可能是鐵過量和生成的鐵鹽生成亞鐵鹽,亞鐵離子有還原性,能還原酸性高錳酸鉀溶液而使其褪色,遇到K3[Fe(CN)6]溶液計劃生成藍色溶液是亞鐵離子的特征性質;
②根據(jù)硫酸鋇與二氧化硫的關系式計算二氧化硫的體積,再根據(jù)體積分數(shù)公式計算;
(3)二氧化硫能使品紅溶液褪色,據(jù)此判斷是否含有二氧化硫;
(4)碳素鋼中含有碳,加熱條件下,碳和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫和水;
(5)用澄清石灰水檢驗二氧化碳,首先要排除二氧化硫的干擾;
(6)Q1氣體,在標準狀況下,密度為0.0893g•L-1,其相對分子質量為2,所以是氫氣,氫氣檢驗還原性,能含有氧化銅同時生成水,水能使無水硫酸銅變藍.

解答 解:(1)常溫下,鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生氧化還原反應,在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進一步的反應,即發(fā)生鈍化現(xiàn)象,常溫下,工業(yè)上可用鐵質容器盛放冷的濃硫酸,
故答案為:鐵在冷的濃硫酸中鈍化,表面生成致密氧化膜;
(2)①甲同學認為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+,產生Fe2+的反應是濃硫酸變稀后鐵稀硫酸生成,或生成鐵離子和過量鐵反應生成,反應的離子方程式為:Fe+2H+=Fe2++H2↑或2Fe3++Fe=3Fe2+,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,亞鐵離子與K3[Fe(CN)6]溶液計劃生成藍色溶液是亞鐵離子的特征性質,故選cd,
故答案為:Fe+2H+=Fe2++H2↑或2Fe3++Fe=3Fe2+;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(shù)=$\frac{448ml}{560ml}$×100%=80%,
故答案為:80%;
(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,故答案為:檢驗SO2是否除盡;
(4)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)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案為:C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(5)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,故選c,
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,同時生成水,水能使無水硫酸銅變藍色,這是檢驗水的特征反應,所以如果D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍,則證明含有氫氣,
故答案為:D中氧化銅變紅,E中無水硫酸銅變藍.

點評 本題考查了濃硫酸的性質、二氧化硫的性質、常見物質的檢驗等知識點,注意常溫下,鐵和冷的濃硫酸不是不反應,而是反應生成了致密的氧化物薄膜而阻止了進一步反應,為易錯點,題目難度中等.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.下列有機化合物中均含有酸性雜質,除去這些雜質的方法中正確的是( 。
A.乙酸乙酯中含乙酸雜質:加入飽和碳酸鈉溶液洗滌,分液
B.乙醇中含乙酸雜質:加入碳酸鈉溶液洗滌,分液
C.乙醛中含乙酸雜質:加入氫氧化鈉溶液洗滌,分液
D.苯中含苯酚雜質:加入濃溴水,過濾

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.下列實驗中,不能達到預期目的是( 。
①用分液法分離苯和溴苯的混合物
②用結晶法分離硝酸鉀和氯化鈉的混合物
③用分液法分離水和硝基苯的混合物
④用蒸餾法分離乙醇(沸點為78.5℃)和乙酸乙酯(沸點為77.5℃)的混合物.
A.①④B.②③C.③④D.②④

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

4.合成纖維Z的吸濕性接近于棉花.合成Z的流程圖如圖所示:

已知:下列反應中R、R′、R″代表烴基
Ⅰ.$\stackrel{一定條件}{→}$
Ⅱ.$?_{△}^{催化劑}$
Ⅲ.2R-OH$\stackrel{HCHO/H+}{→}$RO-CH2-OR
(1)A的結構簡式是CH≡CH. 
(2)B的分子式為C2H4O,其官能團的名稱是醛基.
(3)反應①的化學方程式是
(4)下列說法正確的是acd.(填字母)
a.D→E的反應類型為消去反應b.D能與Na、NaOH、NaHCO3反應
c.Q分子中含有-OHd.G在酸性或堿性環(huán)境中均能水解
(5)E有多種同分異構體,與E具有相同官能團的有5種(含順反異構體,不包括E),其中核磁共振氫譜有3組吸收峰,且能發(fā)生銀鏡反應的結構簡式是HCOOC(CH3)=CH2
(6)合成纖維Z含有六元環(huán)狀結構,Z的結構簡式是

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

11.X、Y、Z三種常見元素的單質,甲、乙是兩種常見的化合物,相互間有如圖轉化關系.回答下列問題:
(1)若X基態(tài)原子外圍電子排布式為3s2,甲是由第二周期兩種元素的原子構成的非極性氣態(tài)分子,Y原子的基態(tài)軌道表示式為,乙的電子式為
(2)若X基態(tài)原子外圍電子排布式為3s1,甲是由兩種短周期元素的原子構成的AB4型非極性分子,且是常見的有機溶劑,甲的電子式,乙的化學式為NaCl.
(3)若X、Y均為金屬單質,X基態(tài)原子外圍電子排布式為3s23p1,甲為具有磁性的黑色固體,則X與甲反應的化學方程式為:8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe,Y原子基態(tài)電子排布式為[Ar]3d64s2

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

1.將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應,銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體,在標準狀況下的體積為11.2L.
計算:(1)產生的NO、NO2的物質的量各為多少?
(2)待氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a mol•L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉化為沉淀,則原硝酸溶液的濃度為多少?

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

8.如表是A、B、C、D四種有機物的有關信息:
A①能使溴的四氯化碳溶液褪色;
②填充模型為;
③能與水在一定條件下反應生成C.
B①由C、H兩種元素組成;
②球棍模型為
C①由C、H、O三種元素組成;
②能與Na反應,但不能與NaOH溶液反應;
③能與D反應生成一種有香味的油狀物.
D①由C、H、O三種元素組成;
②球棍模型為
回答下列問題:
(1)A與溴的四氯化碳溶液反應的生成物的結構簡式是CH2BrCH2Br.
A與水在一定條件下反應生成C的化學方程式是CH2=CH2+H2O$→_{△}^{催化劑}$CH3CH2OH
(2)A與氫氣發(fā)生加成反應后生成物質E,E的組成符合通式CnH2n+2
當n=C時,這類有機物開始出現(xiàn)同分異構體.
A.2               B.3             C.4           D.5
(3)B具有的性質是B.
A.無色無味液體,密度比水大           B.有毒,不溶于水
C.與酸性KMnO4溶液和溴水反應褪色          D.任何條件下不與氫氣反應
寫出在濃硫酸作用下,B與濃硝酸反應的化學方程式:+HO-NO2$→_{△}^{濃硫酸}$+H2O.
(4)C與D反應生成的產物名稱是乙酸乙酯,該反應的反應類型為取代反應或酯化反應.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,該電池在放電時的反應為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)═2PbSO4(s)+2H2O(l),根據(jù)此反應判斷下列敘述中正確的是( 。
A.PbO2是電池的負極
B.負極的電極反應式為:Pb+SO42--2e-═PbSO4
C.鉛蓄電池放電時,每轉移2mol電子時消耗1mol硫酸
D.電池放電時,兩極質量均增加,且每轉移1mol電子時正極質量增加48g

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中,使它們發(fā)生如下反應:3X(g)+Y(g)?nZ(g)+2W(g),在5min時生成0.2molW,若測知以Z的濃度變化表示反應速率為0.04mol•L-1•min-1,則上述反應中Z氣體的化學計量數(shù)n的值是(  )
A.1B.3C.2D.4

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