为探究铁质材料与热浓硝酸的反应，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）常温下，工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是（2）称取碳

问题描述：

为探究铁质材料与热浓硝酸的反应，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）常温下，工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸，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Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺．产生Fe²⁺的离子反应方程为：___，检验是否有Fe²⁺应选用下列___（选填序号）试剂．
A．KSCN溶液和氯水　　　 B．铁粉和KSCN溶液　　C．浓氨水　　　D．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取560mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，可以发生：SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经正确操作后得干燥固体4.66g．由此推知气体Y中SO₂的体积分数为___．
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q₁和Q₂两种气体，其中Q₁是相对分子质量最小的气体，在标准状况下，密度为0.0893g•L^-1，Q₂是空气的成份之一，为此设计可下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）．

（3）装置B中试剂的作用是___；
（4）用化学方程式表示Y气体中的Q₂气体是如何生成的：___
（5）为确认Q₂的存在，需在装置中添加洗气瓶M于___（选填序号）
a．A之前　　　　　　　b．A-B间　　　　　　　　c．B-C间　　　　　　　d．C-D间．

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最佳答案：

（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：铁钉表面被钝化；
（2）①金属铁可以和铁离子之间反应生成亚铁离子2Fe3++Fe=3Fe2+，金属铁可以和酸之间反应生成亚铁离子Fe+2H+=Fe2++H2↑，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，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+（或Fe+2H+=Fe2++H2↑）；D；
②SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，
所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2～BaSO4，设二氧化硫的体积为V，
 SO2～BaSO4，
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：检验SO2是否除尽；
（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+2H2SO4

△   .

CO2↑+2SO2↑+2H2O，
故答案为：C+2H2SO4

△   .

CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（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，即在通入碱石灰之前检验，故答案为：C．