2017年秋高三一轮化学复习课件+导学案+分层训练--专题讲座5 综合实验题解题策略
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专题突破训练(五) 综合实验题解题策略
1．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某小组进行了以下探究实验：
【导学号：99682360】
【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 min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)称取铁钉(碳素钢)5.6 g放入30.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①写出加热时铁与浓硫酸反应的化学方程式为__________________ __________________________________________________________________________________________________________。
若为5.6 g铁，理论上可收集到SO2的体积为________L(标准状况下测量)。
②甲同学认为溶液X中除含Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中是否含有Fe2＋，应选择加入的试剂为________(填字母)。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水 d．酸性KMnO4溶液
③乙同学将672 mL(标准状况下)气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体4.66 g。据此推知气体Y中SO2的体积分数为________(精确到小数点后1位数字)。
【探究二】 分析上述实验中SO2的体积分数，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2。为此设计下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)气体Y中可能有H2的原因是__________________________________。
(4)装置A中试剂的作用是________________，反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(5)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(6)如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(7)装置G的作用为______________________________________________。
[解析] (1)铁在冷浓硫酸中发生钝化，表面形成一层致密的氧化膜，不和硫酸铜溶液反应。(2)①加热时铁与浓硫酸反应生成SO2，反应的化学方程式为2Fe＋6H2SO4(浓)=====△ Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O,5.6 g铁理论上生成0.15 mol SO2，体积为3.36 L(标准状况下)。②Fe2＋具有还原性，酸性高锰酸钾溶液呈紫色，具有氧化性，可与Fe2＋反应而退色，故d项正确。③SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，关系式为SO2～BaSO4，设标准状况下气体Y中SO2的体积为V。
SO2 ～ BaSO4
22.4 L 233 g
V 4.66 g
V＝0.448 L＝448 mL，所以SO2的体积分数为448 mL672 mL×100%≈66.7%。(3)随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁与稀硫酸反应产生H2。(4)SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以要检验CO2必须先排除SO2的干扰，SO2具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液反应，反应的离子方程式为5SO2＋2MnO－4＋2H2O === 5SO2－4＋2Mn2＋＋4H＋。(5)确认气体Y中含有CO2，应完全排除SO2的干扰，现象为B中品红溶液不退色，C中澄清石灰水变浑浊。(6)H2具有还原性，能将黑色的氧化铜还原为红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色。(7)装置G可吸收空气中的水蒸气，避免其进入装置F，以减小实验误差。
[答案] (1)铁在冷浓硫酸中发生钝化 (2)①2Fe＋6H2SO4(浓)=====△ Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 3.36
②d ③66.7% (3)浓硫酸变稀后与Fe反应生成H2 (4)除去混合气体中的SO2 5SO2＋2MnO－4＋2H2O===5SO2－4＋2Mn2＋＋4H＋ (
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