Question

某校化学兴趣小组在探究铁与浓硫酸的反应时，将教材中铜与浓硫酸反应的实验装置(图Ⅰ)改为下图Ⅱ所示的装置。
   
请回答下列问题：
（1）写出图Ⅰ中虚框处发生反应的化学方程式_________。
（2）图Ⅱ实验装置与图Ⅰ相比较，其优点是：①能更好地吸收有毒气体SO₂，防止其污染环境；②_________。
（3）下列对导管a的作用分析中正确的是_________ (填字母)。
A．加热反应过程中，可上下移动导管a，起搅拌作用
B．停止加热，试管内的压强减小，从导管a进入的空气可增大试管A内的压强，防止倒吸
C．停止反应，撤装置之前往导管a中通入空气，可排除装置内的SO₂气体，防止其污染环境
（4）反应一段时间后，将试管A取下，然后将试管A中溶液倒入另一盛有适量水的试管D中。该小组同学为确定溶液中所存在的金属离子，进行下列探究过程。
①提出假设：
假设Ⅰ：只含有Fe^3＋。假设Ⅱ：_________。假设Ⅲ：_________。
②实验设计：
分别取少量试管D中溶液，选用提供的试剂，设计简单的实验检验溶液中所存在的金属离子。请填写下表空白(可以不填满，也可以增加)。
提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液。

步骤	所选试剂	现象及结论
1
2
3

 

Answer 1

（共12分）
（1）Cu＋2H₂SO₄(浓) CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑（2分）；    
（2）能随开随停，便于控制反应的进行（2分）；
（3）BC （2分）
(4) ①假设Ⅱ：只含有Fe^2＋　（1分）
假设Ⅲ：同时含有Fe^2＋和Fe^3＋　（1分）
②（各1分）

步骤	所选试剂	现象、结论
1	KSCN溶液	若溶液变红，则含有Fe3＋； 若不变红，则不含有Fe3＋
2	稀H2SO4、KMnO4溶液	若KMnO4溶液褪色，则含有Fe2＋；若不褪色，则不含有Fe2＋

 

解析试题分析：
（2）铁丝可进可出，便于控制反应的进行。
（3）铁丝可进出，起到搅拌的作用，玻璃导管没有搅拌作用。A错，选BC。
(4) ①若硫酸过量，得Fe^3＋；铁过量，得Fe^2＋；若过量一部分，同时含有Fe^2＋和Fe^3＋。
②Fe^3＋和KSCN溶液反应，溶液变红；Fe^2＋遇KSCN溶液不变红，加KMnO₄溶液后，变红。
考点：本题以实验为基础，考查实验现象分析、实验设计等知识。