Question

【題目】為研究濃硫酸的性質，某同學進行如下實驗：
（1）稱取鐵和碳固體混合物12.0g放入30.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y．取896mL（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發生反應：
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液，經適當操作后得到干燥固體4.66g．據此推知氣體Y 中SO2的體積分數為 ．
（2）分析上述實驗中SO2體積分數的結果，該同學認為氣體Y中還可能含有H2和CO2氣體．為此設計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）．

①寫出產生CO2的化學方程式 ．
②裝置A中試劑的作用是 ， 裝置B的作用是 ．
③簡述確認氣體Y中含有CO2的實驗現象 ． 如果氣體Y中含有H2 ， 預計實驗現象應是 ．

Answer 1

【答案】
（1）50%
（2）C+2H2SO4 CO2+2SO2+2H2O,②除去SO2,檢驗SO2是否除盡,B中品紅溶液不褪色,C中石灰水變渾濁,E中黑色固體變紅色,F中無水硫酸銅由白色變藍色
【解析】解：（1）SO2+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= ×100%=50%，

所以答案是：50%；
（2）①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） CO2↑+2SO2↑+2H2O，

所以答案是：C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O；

②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，但二氧化硫具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發生氧化還原反應，反應的離子方程式為：5SO2+2MnO4﹣+2H2O=5SO42﹣+2Mn2++4H+，

所以答案是：除去混合氣體中的SO2；5SO2+2MnO4﹣+2H2O=5SO42﹣+2Mn2++4H+；

③確認氣體Y中含有CO2，應完全排除二氧化硫的干擾，當B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁，可說明含有CO2；

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，

所以答案是：B中品紅溶液不褪色，C中石灰水變渾濁；E中黑色固體變紅色，F中無水硫酸銅由白色變藍色．