题目内容
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化现象。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。
（1）证明反应所产生的气体中有SO2生成的现象是 。
（2）证明气体中含有氢气的实验现象是 。
（3）为了进一步探究反应后A溶液中铁元素的价态，他们进行了如下的假设：
假设1：溶液中铁元素既有Fe3+也有Fe2+
假设2：溶液中铁元素只有Fe3+
假设3：溶液中铁元素只有________________
基于假设1，现有试剂：0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、稀溴水溶液、0.1 mal/L KI溶液、
淀粉溶液、KSCN溶液，蒸馏水。请探究其所得溶液。请完成表中内容。
【实验探究】
| 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| 取反应后的A溶液分装在a、b两试管，步骤①：往a试管中滴入 。 | | |
| 步骤②：往b试管中滴入 。 | | 溶液含有Fe3+ |
（16分）（1）品红试液变浅（或褪色） （2分）
（2）E中黑色(CuO)变成红色，F中白色粉末(CuSO4)变成蓝色；（2分）
（3）假设3：溶液中铁元素只有Fe2+ （2分）
【实验探究】实验操作 预期现象 结论 取反应后的A溶液分装在a、b两试管，步骤①：往a试管中滴入少量（1分）0.01mol/L酸性KMnO4溶液（1分）。 KMnO4溶液的紫红色褪去（或变浅）（2分） 溶液含有Fe2+（2分） 步骤②：往b试管中滴入几滴（1分）KSCN溶液，充分振荡（1分）[或几滴（或少量）0.1mol/LKI溶液和淀粉溶液（1分）] 。 溶液变为血红色（2分）
[或溶液变为蓝色（2分）]溶液含有Fe3+
解析试题分析：（1）SO2具有漂白性、酸性、还原性和氧化性，读图可知，该实验用品红溶液检验是否有SO2生成，若品红溶液褪色或变浅，说明装置A中反应产生的气体含有SO2；（2）氢气具有强还原性，在加热条件下能使黑色的氧化铜还原为红色的单质铜，H2被氧化为能使白色的无水CuSO4固体变蓝的H2O，若装置E中黑色固体变为红色，F中白色粉末变为蓝色，说明装置A中放出的气体中含有H2；（3）常温下铁被浓硫酸钝化，表面有一层致密氧化物薄膜，加热下强氧化性、强酸性的浓硫酸可以将铁氧化为铁盐，而过量的单质铁可以将铁盐还原为亚铁盐，因此反应后A的溶液中铁元素可能既有Fe2+又有Fe3+，也可能只有Fe3+，还可能只有Fe2+，根据已知假设1、假设2的信息推断假设3为溶液中铁元素只有Fe2+；根据铁及其化合物的性质可知，Fe2+具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe3+具有氧化性，能将KI溶液还原为能使淀粉溶液变蓝的I2，Fe2+遇KSCN溶液不变红，而Fe3+遇KSCN溶液变红，大量含有Fe3+的溶液呈黄色，与溴水的颜色相同，由此可以选择适当的试剂设计实验方案验证A的溶液中既有Fe2+又有Fe3+。
考点：考查实验方案的设计，涉及元素化合物的性质、气体的检验方法、提出假设、设计实验方案验证假设等知识。
（x+y）MgO+xCO2↑+（y+z）H2O目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 硫的质量确定:
按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50 mL 0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 mol·L-1的草酸(H2C2O4)进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下:
| 滴定次数 | 待测溶液 体积/mL | 草酸溶液体积/mL | |
| 滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
| 1 | 25.00 | 1.50 | 23.70 |
| 2 | 25.00 | 1.02 | 26.03 |
| 3 | 25.00 | 0.00 | 24.99 |
+2H2O+5SO2
2Mn2++5S
+4H+②2Mn
+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O【实验Ⅱ】 铁的质量确定:
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题:
(1)检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是 。
(2)滴定终点的判断方法是 。
(3)试管C中品红溶液的作用是 。
有同学提出,撤去C装置,对实验没有影响,你的看法是 (选填“同意”或“不同意”),理由是 。
(4)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为 。
【问题探究】 滴定过程中,细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
| 编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4 溶液/mL | KMnO4 溶液/mL | 溶液褪 色时间/s |
| 1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
| 2 | 25 | 5.0(另加少量可溶 于水的MnSO4粉末) | 2.0 | 4 |
| 3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
(5)分析上述数据,滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是 。
（1）某厂利用生产磷铵排放的磷石膏废渣制硫酸联产水泥，硫酸返回用于生产磷铵。其生产流程图如下：
①操作b的名称是浓缩、冷却、 。
②如反应II的产物是两种酸式盐，则物质B中溶质的化学式是 。
③若在实验室中对反应II产生的气体用 吸收。
④该生产流程最大的优点是尽可能地实现原料的循环使用和副产物的综合利用，该生产流程体现的基本思想是 。
（2）为测定同体磷铵化肥中铵态氮的质量分数，实验室用下图所示装置进行实验。实验时，在A中加入mg磷铵样品，关闭止水夹a．打开止水夹b，向A中加入足量的浓NaOH溶液，完全反应后C中浓硫酸增重ng。请回答下列问题：
①试说明检查该装置气密性的操作方法和实验现象 。
②装置B的作用是 ，装置D的作用是 。
③实验过程应该在何时鼓入空气?答： (填“开始前”、“过程中”或“反应后”)
④如某次测定的铵态氮的质量分数明显偏低，则可能的原因是 (填字母)。
| A．磷铵样品与氢氧化钠未充分反应 | B．A和B中残留了一定量的氨气 |
| C．氢氧化钠溶液的浓度太大 | D．鼓气过快 |
某兴趣小组根据镁与沸水的反应推测镁也能与饱和碳酸氢钠溶液反应。资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该兴趣小组设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
实验1：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放人盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。
（1）提出假设
该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下假设：
假设1：可能为 。
假设2：可能为MgCO3。
假设3：可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]
（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：
| 实验序号 | 实验 | 预期现象和结论 |
| 实验II | 将实验I中收集到的气体点燃 | |
| 实验III | 取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量 | ； 白色不溶物可能含有MgCO3 |
| 实验IV | 取实验I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液 | 产生白色沉淀；溶液中存在 离子 |
（3）设计定量实验确定实验I的产物：称取实验I中所得干燥、纯净的白色不溶物31.0 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入盛有足量浓硫酸的洗气瓶A、盛有足量碱石灰的干燥管B和盛有足量碱石灰的干燥管C中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重13.2 g，试确定白色不溶物的化学式 。
（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因 。
化学与生活密切相关。下列说法不正确的是
| A．乙烯可作水果的催熟剂 |
| B．硅胶可作袋装食品的干燥剂 |
| C．福尔马林可作食品的保鲜剂 |
| D．氢氧化铝可作胃酸的中和剂 |