为研究盛装浓硫酸的铁质材料(碳素钢)与浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:【实验】取一铁钉放入一定体积浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y
题型:不详难度:来源:
为研究盛装浓硫酸的铁质材料(碳素钢)与浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动: 【实验】 取一铁钉放入一定体积浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y. ①甲同学认为x中除Fe3+外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,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:KMn04溶液 ②为分析气体成分,乙同学取448mL(标准状况)气体Y通人足量溴水中,发生的反应式为:Br2+SO2+2H20═2HBr+H2S04,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g 【提出猜想】 分析上述实验中SO2的体积分数的结果,同学们认为Y中还可能含有其它气体并作如下猜测: 猜想一:Y气体中可能含有H2; 猜想二:______ 猜想三:______ 【设计实验,验证猜想】 为验证以上猜想,同学们准备用下列如图装置设计探究实验(装置可重复使用,夹持仪器省略).
(1)实验装置连接次序为A→______→______→F______→______→F (2)装置B中试剂作用是______. (3)猜想一的理由是______(用化学方程式表示). (4)如果猜想一成立,预计实验现象应该是______. |
答案
实验:①亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色,溶液中已经有Fe3+,选择a会造成干扰,选b只能检验溶液中含有+3价铁离子,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别,只能选d, 故答案为:d; 【提出猜想】碳素钢中含有碳元素,碳能够与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳,所以混合气体中可能含有二氧化碳气体;铁和浓硫酸反应生成二氧化硫,随反应进行硫酸浓度减小变为稀硫酸后铁和稀硫酸反应生成氢气,所以可能情况有如下三种:猜想一:Y气体中可能含有H2;猜想二:Y气体中可能含有CO2;猜想三:Y气体中可能含有H2和CO2 , 故答案为:Y气体中可能含有CO2;Y气体中可能含有H2和CO2 ; (1)碳素钢中含有碳元素,推断所的气体中可能含有二氧化碳,结合图中设计装置的目的,可知检验二氧化碳的方法是首先将二氧化硫除去→确认二氧化硫已经完全除去→澄清石灰水,对于氢气的检验则可通过与灼热氧化铜的反应现象和对产物水的验证来实现,验证气体存在的顺序为:SO2→CO2→CO和H2被氧化→H2O→CO2,实验中要避免其它物质的性质干扰,即为A→B→C→F→E→D, 故答案为:B;C;E;D; (2)CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水变浑浊,检验CO2气体的存在应先除去SO2气体并检验是否除尽, 故答案为:检验SO2是否除尽; (3)气体中如含有H2,发生的反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑, 故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑; (4)含有H2,与CuO在加热条件下反应生成铜和水,E中固体由黑色氧化铜生成红色铜,D中无色硫酸铜吸水生成五水硫酸铜蓝色晶体, 故答案为:E中固体由黑变红,D中固体由白变蓝色. |
举一反三
某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用右图所示的装置进行实验: 请回答下列问题: (1)B是用来收集实验中产生气体的装置,但未将导管画全,请将装置图补充完整. (2)实验中他们取6.4g铜片和12mL18mol•L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余. ①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式:______, 实验中若有mg铜参加了反应,则有______mol硫酸被______(填“氧化”或“还原”),转移电子的物质的量为______mol. ②下列试剂中,能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是______(填写字母编号). A.硫酸钠溶液B.氯化钡溶液C.银粉D.碳酸钠溶液 ③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解?你认为的原因是______ (3)为了测定剩余硫酸的物质的量浓度,该兴趣小组设计了三个实验方案: 方案一:将装置A产生的气体缓缓通过已称量过的装有碱石灰的干燥管,反应停止后再次称量,两次质量差即是吸收的二氧化硫. 方案二:将装置A产生的气体缓缓通入足量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量即是二氧化硫转化为硫酸钡沉淀的质量. 方案三:当铜和浓硫酸的反应结束后,在装置A中加入足量的锌粉,用排水法测得产生氢气的体积为VL(已换算为标准状况). 实际上,以上方案一、二均不可取,请你说出原因? 方案一______; 方案二______. 方案三:写出剩余硫酸的物质的量浓度的计算式(假设反应后溶液的体积仍为12mL)______.
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下列叙述中正确的是( )A.向一定体积的热浓硫酸中加入足量的铁粉,生成的气体能被烧碱溶液完全吸收 | B.向MgI2溶液中通入少量Cl2,再滴加适量CCl4,振汤、静置,下层液体为紫色 | C.将SO2气体或者氯气分别通入紫色的酸性KMnO4溶液中,均能使紫色褪去 | D.将一块铝片投入足量NaOH溶液中,充分反应后铝片消失,将溶液蒸干便可得到纯净NaAlO2 |
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有下列物质:氧气、浓硫酸、二氧化硫、硫化氢、铜片、钠、焦炭、氨气请选择合适的物质填空,并回答有关问题: (1)单质投入滴有酚酞的水中,有气体生成、溶液变红,请写出该反应的离子方程式:______ (2)二氧化硫表现氧化性的实验,选择的试剂应是二氧化硫和______ (3)能使酸性高锰酸钾溶液退色的酸性氧化物为______ (4)两种物质间反应,生成的两种气体均能使澄清石灰水变浑浊,请写出该反应的化学方程式:______ (5)发生催化氧化(制硝酸其中的一步)的化学方程式______. |
下列关于浓H2SO4的叙述不正确的是( )A.常温下可用铝制容器贮存 | B.常温下能与铜较快反应 | C.露置于空气中,溶液质量增加 | D.露置于空气中,溶液浓度降低 |
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下列对事实的解释或结论不正确的是( ) | 事实 | 解释或结论 | 1 | 常温下铜、铝均不溶于浓硫酸 | 常温下铜、铝与浓硫酸均不反应 | 2 | 测定同浓度的Na2CO3溶液的pH小于Na2SiO2溶液的pH | 水解程度:CO>SiO | 3 | 氯水点到蓝色石蕊试纸先变红后褪色 | 氯水中含有H+有酸性、Cl2有漂白性 | ④ | 向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色;再向溶液中加入几滴新制氯水,溶液变为红色 | 该溶液中一定含有Fe2+ |
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