Question

合肥市某校化學(xué)興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到B中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
一段時(shí)間后，觀察到從C中有少量的氣泡冒出，此氣泡的成分是

 

（2）用“可抽動(dòng)的鐵絲”代替“直接投人鐵片”的優(yōu)點(diǎn)是

 

；反應(yīng)結(jié)束后，不需要打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應(yīng)當(dāng)采取的操作是

 

（3）反應(yīng)一段時(shí)間后，他們對A中溶液的金屬陽離子進(jìn)行了探究．
①提出假設(shè)：
假設(shè)1：溶液中只存在Fe²+；
假設(shè)2：

 

；
假設(shè)3：溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺．
②請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)1，寫出實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論． 限選試劑：KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉_KI溶液、KSCN溶液

實(shí)驗(yàn)操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論

Answer 1

考點(diǎn)：濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）SO₂能使品紅褪色；
（2）用“可抽動(dòng)的鐵絲”代替“直接投人鐵片”可以控制反應(yīng)速率；
（3）加KSCN溶液，溶液不變紅色，排除Fe³⁺；加酸性KMnO₄溶液，KMnO₄溶液褪色，說明溶液中只有Fe²⁺．

解答： 解：（1）A中開始可能發(fā)生的反應(yīng)有：2Fe+6H₂SO₄（濃） 

△   .

 Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔�鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；故答案為：品紅溶液褪色；H₂；
（2）將抽動(dòng)的鐵絲脫離液面，反應(yīng)停止，將抽動(dòng)的鐵絲插入液面，反應(yīng)開始；鼓入空氣將試管內(nèi)的氣體排出；故答案為：便于控制鐵與濃硫酸的反應(yīng)和停止；從D管口向A中鼓入大量的空氣；
（3）檢驗(yàn)Fe²⁺時(shí)必須防止Fe³⁺的干擾，F(xiàn)e³⁺與酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)，而Fe²⁺具有較強(qiáng)的還原性，因此Fe²⁺能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，選擇酸性高錳酸鉀溶液．但必須還要證明溶液中不含F(xiàn)e³⁺，選用KSCN溶液；故答案為：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取A中溶液少量分別加入甲、乙兩只試管中；甲中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液；乙中滴加少量KSCN溶液	甲中高錳酸鉀溶液褪色；乙中KSCN溶液不變紅	溶液中存在Fe2+；不存在Fe3+

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點(diǎn)評：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．