为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：
| 为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动： 探究一： （1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是______． （2）称取碳素钢6.0g放入15.0ml浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y． ①甲同学认为X中除Fe 3+ 之外还可能含有Fe 2+ ．若要确认其中的Fe 2+ ，应选用______（选填序号）． A．KSCN溶液和氯水B．铁粉和KSCN溶液C．浓氨水D．酸性KMnO 4 溶液 ②乙同学取560mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生SO 2 +Br 2 +2H 2 O=2HBr+H 2 SO 4 反应，然后加入足量BaCl 2 溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g．由此推知气体Y中SO 2 的体积分数为______． 探究二： 根据上述实验中SO 2 体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q 1 和Q 2 两种气体，其中Q 1 气体，在标准状况下，密度为0.0893g•L -1 ．为此设计了下列探究实验装置（假设有关气体完全反应）．  （3）装置B中试剂的作用是______ （4）分析Y气体中的Q 2 气体是如何生成的______（用化学方程式表示）． （5）已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q 2 的存在，需在装置中添加洗气瓶M于______（填序号）． A．A之前B．A-B间C．B-C间D．C-D间 （6）如果气体Y中含有Q 1 ，预计实验现象应是______． |
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（1）常温下，铁遇冷的浓硫酸发生氧化还原反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步的反应，即发生钝化现象，所以反应片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，
故答案为：铁在冷的浓硫酸中钝化，表面生成致密氧化膜；
（2）①亚铁离子具有还原性，而酸性高锰酸钾有氧化性，发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，故选D；
②SO 2 +Br 2 +2H 2 O=2HBr+H 2 SO 4 ，H 2 SO 4 +BaCl 2 =BaSO 4 ↓+2HCl，所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO 2 -----BaSO 4 ，设二氧化硫的体积为V，
SO 2 -----BaSO 4 ，
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL，所以二氧化硫的体积分数=
448mL
560mL ×100% =80%，
故答案为：80%；
（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，故答案为：确认二氧化硫已经除尽；
（4）碳素钢中含有碳，加热条件下，碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为：C+2H 2 SO 4 （浓）
△
.
CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O，
故答案为：C+2H 2 SO 4 （浓）
△
.
CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O；
（5）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫还能使品红溶液褪色，所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰，B装置是检验二氧化硫是否除尽，所以澄清石灰水应放置在B和C之间，故选C；
（6）氢气具有还原性，能还原性，能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，这是检验水的特征反应，所以如果D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝，则证明含有氢气，故答案为：D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝．
故答案为：铁在冷的浓硫酸中钝化，表面生成致密氧化膜；
（2）①亚铁离子具有还原性，而酸性高锰酸钾有氧化性，发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色，故选D；
②SO 2 +Br 2 +2H 2 O=2HBr+H 2 SO 4 ，H 2 SO 4 +BaCl 2 =BaSO 4 ↓+2HCl，所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO 2 -----BaSO 4 ，设二氧化硫的体积为V，
SO 2 -----BaSO 4 ，
22.4L 233g
V 4.66g
V=0.448l=448mL，所以二氧化硫的体积分数=
448mL
560mL ×100% =80%，
故答案为：80%；
（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，故答案为：确认二氧化硫已经除尽；
（4）碳素钢中含有碳，加热条件下，碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为：C+2H 2 SO 4 （浓）
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CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O，
故答案为：C+2H 2 SO 4 （浓）
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CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O；
（5）二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫还能使品红溶液褪色，所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰，B装置是检验二氧化硫是否除尽，所以澄清石灰水应放置在B和C之间，故选C；
（6）氢气具有还原性，能还原性，能还原黑色的氧化铜生成红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，这是检验水的特征反应，所以如果D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝，则证明含有氢气，故答案为：D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝．
1年前
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