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工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。某兴趣小组的同学发现: 将一定量的生铁与浓硫酸...

工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸某兴趣小组的同学发现: 将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为探究反应后的产物,请你协助他们完成相关的实验。

[探究一]

1将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢) 放入冷的浓硫酸中,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另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y

甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+若要判断溶液X中是否含有Fe2+,应选用________(填序号)

aKSCN溶液和氯水     bK3[Fe(CN)6]溶液     c.浓氨水    d.酸性KMnO4 溶液

乙同学将336mL(标准状况) 气体Y通入足量溴水中,发现溶液颜色变钱,试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因:__________________________________________________________然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液,经适当操作得干燥固体2.33g 由此推知气体Y SO2的体积分数为_________

[探究二]

分析上述实验中SO2体积分数的结果,两同学认为气体Y中还可能含有H2Q气体。为此设计如图所示探究实验装置(图中夹持仪器省略)

3 装置A中发生反应的离子方程式为_____________________装置B中试剂的作用是____________

4认为气体Y中还含有气体Q的理由是_____________________________(用化学方程式表示)

为了进一步确认Q的存在,需在装置中添加装置M _________(填序号)M中所加试剂为_________

aAB之间        bBC之间        cCD之间        dEF之间

5利用上述实验装置进一步确认气体Y 中是否含有H2,为达到预期的实验目的,加热前称量装置D的总质量为mg当通入336mL (标准状况) 气体Y完全反应后,继续通入氮气至装置D冷却到室温,称量装置D的质量为ng,则原混合气体中H2的体积分数为__________(用含相关字母的代数式表示)

 

铁钉表面被钝化 bd SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 66.7% 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 检验SO2是否除尽 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O b Ca(OH)2或Ba(OH)2 ×100% 【解析】(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行, 故答案为:铁钉表面被氧化; (2)①溶液中已经有三价铁离子,选择a会造成干扰,b能检验二价铁离子的存在,选c生成两种沉淀,受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨,d中亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色,故选bd; ②SO2具有还原性,通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀,则n(混合气体)= =0.015mol;根据SO2 ~BaSO4,n(SO2)=n(BaSO4)= =0.01mol,所以二氧化硫的体积分数为: ×100%=66.7%,故答案为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;66.7%; (3)A中高锰酸钾能够将二氧化硫氧化,除去二氧化硫,反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,二氧化硫能使品红溶液褪色,所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫,故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;检验二氧化硫是否除尽; (4)在加热时,铁钉中不仅铁和浓硫酸反应,碳也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+2H2SO4(浓硫酸)CO2 ↑+2SO2↑+2H2O,所以气体二氧化硫还含有二氧化碳,Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,确认二氧化碳的存在,需要除去二氧化硫,但不能影响二氧化碳,AB装置除去了二氧化硫并检验二氧化硫完全除去,因此可以在B~C之间添加盛有澄清石灰水的检验二氧化碳,故答案为:C+2H2SO4(浓硫酸)CO2 ↑+2SO2↑+2H2O;b;Ca(OH)2或Ba(OH)2; (5)336mL (标准状况) 气体的物质的量==0.015mol,装置D中发生氢气还原氧化铜的反应,生成的水被E和F吸收,完全反应后氧化铜转化为铜,失去的氧元素的质量为(m-n)g,物质的量为=mol,因此混合气体中含有氢气mol,则原混合气体中H2的体积分数为×100%=×100%,故答案为: ×100%。  
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考点分析:
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A. a点,溶液对应的pH值为1.3    B. pH= 2.8 时,c(HC2O4-)>c(C2O42-)+c(H2C2O4)

C. pH=4.2时,c(HC2O4-)=c(C2O42-)=c(H+)    D. lgKa2=-4.2

 

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储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下,以Cu-Zn原电池作电源,利用图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是(   

A.在Cu-Zn原电池装置工作时,盐桥内的Cl- 向铜电极一端移动

B.电极C为阳极,在电极D 上发生还原反应

C.气体X的主要成分是H2

D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C 上发生还原反应

 

 

 

 

 

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C. 形成的气态氢化物的热稳定性:B>D    D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:E>D

 

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下列有关实验操作、现象和结论或解释均正确的是(    )

选项

实验操作

实验现象

结论或解释

A

用镊子夹取一块金属钠并用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切开一端的外皮

切口处呈银白色,很快变成淡黄色

常温下,钠与O2 反应生成了Na2O2

B

向盛有 4mL0.1mol· L-1 NaOH 溶液的试管中滴加等浓度的MgSO4溶液2mL 后,再滴加0.1mol· L -1CuSO4溶液

先产生白色沉淀后沉淀变为蓝色

Cu(OH)2KspMg(OH)2 的小

C

焰色反应实验时,某同学用洁净的铂丝蘸取样品在无色火焰上灼烧

直接观察到火焰的颜色呈黄色

该样品中含有钠元素,一定不含钾元素

D

向盛Na2SiO3溶液的试管中滴加1滴酚酞,然后逐滴加入稀盐酸至过量

试管中溶液先变红后褪色,最后有白色沉淀

非金属性:Cl>Si

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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