Question

15．小亮發(fā)現(xiàn)工業(yè)上濃硫酸常用鐵罐車運(yùn)輸．學(xué)習(xí)了酸的化學(xué)性質(zhì)之后，他對(duì)鐵能否與濃硫酸反應(yīng)的課題產(chǎn)生了濃厚的興趣．請(qǐng)參與探究：
【提出問題】鐵能與濃硫酸反應(yīng)嗎？
【查閱資料】濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，鐵、鋁和濃硫酸在常溫下接觸時(shí)，濃硫酸會(huì)在鐵、鋁的表面反應(yīng)形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，防止?jié)饬蛩崂^續(xù)和鐵、鋁反應(yīng)．
【收集證據(jù)】
（1）鐵能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)．鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，該反應(yīng)的類型是置換反應(yīng)．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】下面是小亮設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)完成下表．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①將一打磨過的鐵片放入稀硫酸中	鐵片表面有氣泡產(chǎn)生，得到淺綠色溶液
②另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象．	鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現(xiàn)象，過一段時(shí)間鐵絲表面有氣泡產(chǎn)生．

【解釋與結(jié)論】（1）打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物．
（2）步驟①的作用是作對(duì)比實(shí)驗(yàn)．
（3）由上述實(shí)驗(yàn)?zāi)埽ㄌ睢澳堋被颉安荒堋保┑贸鲨F與濃硫酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的結(jié)論．
【深入探究】改變上述實(shí)驗(yàn)中的步驟②也能得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，并將你的實(shí)驗(yàn)方案填入下表：（如果你的答案正確，你將得到4分獎(jiǎng)勵(lì)，但本卷滿分不超過60分）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．	無明顯現(xiàn)象

Answer 1

分析 （1）鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）根據(jù)反應(yīng)類型進(jìn)行判斷；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】①根據(jù)打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物；
②根據(jù)步驟①的作用是作對(duì)比實(shí)驗(yàn)解答；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析解答；
【深入探究】根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳婕皩?shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）鐵跟稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（2）鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和銅，符合一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，該反應(yīng)的類型是置換反應(yīng)；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
①將一打磨過的鐵片放入稀硫酸中，鐵跟稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵片表面有氣泡產(chǎn)生，得到淺綠色溶液；
②另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象．鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現(xiàn)象，過一段時(shí)間鐵絲表面有氣泡產(chǎn)生．
【解釋與結(jié)論】（1）打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物；
（2）由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可知：步驟①的作用是作對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
（3）由上述實(shí)驗(yàn)，取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現(xiàn)象，過一段時(shí)間鐵絲表面有氣泡產(chǎn)生．說明能得出鐵與濃硫酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的結(jié)論．
【深入探究】
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．如果無明顯現(xiàn)象，說明鐵與濃硫酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
答案：
【收集證據(jù)】（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）置換反應(yīng)；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

鐵片表面有氣泡產(chǎn)生，得到淺綠色溶液

【解釋與結(jié)論】（1）除去表面的氧化物；（2）作對(duì)比實(shí)驗(yàn)；（3）能；
【深入探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時(shí)間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．	無明顯現(xiàn)象

點(diǎn)評(píng) 該題屬于實(shí)驗(yàn)方案的探究題，主要是采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)中的問題進(jìn)行探討，掌握設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的及方法是解題的關(guān)鍵所在．