Question

16．某化學(xué)興趣小組為探究濃硫酸的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）用“可抽動(dòng)的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優(yōu)點(diǎn)是可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行和停止．
（2）說(shuō)明SO₂氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是品紅褪色；裝置C的作用是吸收多余的SO₂氣體，防止尾氣污染（環(huán)境）．
（3）反應(yīng)一段時(shí)間后，他們對(duì)試管A中溶液的金屬離子進(jìn)行探究，請(qǐng)完成相關(guān)試題：
①提出假設(shè)：假設(shè)1：只含有Fe³⁺；
假設(shè)2：只含有Fe²⁺；
假設(shè)3：既有Fe²⁺，又有Fe³⁺．
②請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)3．
限選試劑：稀硫酸、KMnO₄溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H₂O₂溶液．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象
步驟一：用膠頭滴管取出A試管中的溶液，用水稀釋后，并分裝在試管Ⅰ、Ⅱ中備用
步驟二：檢驗(yàn)Fe3+，往試管Ⅰ中，滴入幾滴KSCN溶液	溶液呈現(xiàn)血紅色
步驟三：檢驗(yàn)Fe2+，往試管Ⅱ中，滴入少量KMnO4溶液（或先滴入幾滴稀硫酸）	紫紅色變淺或消褪

（4）已知C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，該反應(yīng)體現(xiàn)濃硫酸的B性．
A．脫水性　       B．強(qiáng)氧化性　     C．吸水性
若要驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物中同時(shí)混有SO₂氣體和CO₂氣體，可選擇以下試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①NaOH溶液②品紅溶液③溴水④Ca（OH）₂溶液，選擇合適試劑并安排合理的順序?yàn)棰冖邰冖埽?

Answer 1

分析 （1）用“可抽動(dòng)的鐵絲”代替“直接投入鐵片”可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行和停止；
（2）二氧化硫能使品紅褪色，具有毒性，能被氫氧化鈉吸收；
（3）①鐵與濃硫酸反應(yīng)，鐵可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)3：須驗(yàn)證Fe³⁺和Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺能氧化碘離子，F(xiàn)e²⁺能還原高錳酸根離子；
（4）反應(yīng)C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)氧化性；若要驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物中同時(shí)混有SO₂氣體和CO₂氣體，先檢驗(yàn)二氧化硫，再除凈二氧化硫，最后檢驗(yàn)二氧化碳即可．

解答 解：（1）在加熱的條件下，當(dāng)鐵絲與濃硫酸接觸時(shí)才能反應(yīng)，當(dāng)往上抽動(dòng)鐵絲時(shí)，鐵絲與硫酸不接觸，反應(yīng)停止，所以用“可抽動(dòng)的鐵絲”的優(yōu)點(diǎn)是便于控制反應(yīng)的反應(yīng)，故答案為：可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行和停止；
（2）SO₂具有漂白性，品紅能被二氧化硫漂白，可用品紅溶液驗(yàn)證SO₂的生成，所以能說(shuō)明有SO₂氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是品紅溶液褪色，二氧化硫具有毒性，能被氫氧化鈉吸收，故答案為：品紅溶液褪色；吸收多余的SO₂氣體，防止尾氣污染（環(huán)境）；
（3）①鐵與濃硫酸反應(yīng)，鐵可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；對(duì)A中溶液的金屬離子，可能有：只含有Fe³⁺；只含有Fe²⁺；
既有Fe²⁺，又有Fe³⁺，三種情況，故答案為：只含有Fe²⁺；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)3：須驗(yàn)證Fe³⁺和Fe²⁺，步驟一：用膠頭滴管取A試管中的溶液，用水稀釋并分裝試管I、II備用，二價(jià)鐵離子淺綠色，三價(jià)鐵離子棕黃色，所以預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論是溶液有顏色；步驟二：往試管I中，滴加少量的KSCN溶液，溶液呈現(xiàn)血紅色，則說(shuō)明原溶液中含有 Fe³⁺；步驟三：往試管II滴加到少量的 KMnO₄溶液，F(xiàn)e²⁺能還原高錳酸根離子，若溶液褪色，則說(shuō)明原溶液中含有 Fe²⁺，結(jié)合步驟二，則假設(shè)3正確，故答案為：

滴入幾滴KSCN溶液	溶液呈現(xiàn)血紅色
滴入少量KMnO4溶液（或先滴入幾滴稀硫酸）	紫紅色變淺或消褪

（4）反應(yīng)C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，碳單質(zhì)被濃硫酸氧化，該反應(yīng)體現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性，故選B；若要驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物中同時(shí)混有SO₂氣體和CO₂氣體，先檢驗(yàn)二氧化硫，再除凈二氧化硫，最后檢驗(yàn)二氧化碳即可，選擇試劑安排合理的順序?yàn)棰冖邰冖埽�故答案為：B；②③②④．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，依據(jù)鐵與濃硫酸反應(yīng)的原理是解答的關(guān)鍵，題目較難．