题目内容
【题目】某化学兴趣小组为探究生铁与浓硫酸反应所得溶液和气体的成分，他们将一定量的生铁与浓硫酸混合加热，观察到固体完全溶解，并产生大量气体。实验室现有试剂：0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.10mol·L-1KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。
一、提出猜想
I.所得溶液中可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种：
II．所得气体中能闻到刺激性气味，说明气体中肯定含有_________（填分子式）。
二、实验探究
目的 | 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
验证I | 步骤①：取少量酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液中 | a____________ | 含有Fe2+ |
步骤②：b__________ | C__________________ | 含有Fe3+ | |
验证II | 将所得气体通入如下装置：
| d__________________ | 含有两种或两种以上气体 |
三、问题讨论
（1）有人提出：若选用KSCN溶液和新制氯水就可以完成猜想I的所有探究，这种方法是否可行？_____________（填“可行”或“不可行”）原因是_____________________。
（2）有人提出：试管中的气体可能是H2和X，为此设计了如下实验装置（图中夹持仪器已省略）。
气体X产生的原因是（用化学方程式表示）___________________________________。
②为了验证X的存在，M中盛放的试剂为___________，并将M置于______（选填序号）。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
③气体中存在X的实验现象是_______________________________________。
【答案】 SO2 溶液紫色退去 另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液 溶液变为蓝色 甲中酸性KMnO4溶液褪色，乙中酸性KMnO4溶液不褪色，试管中收集到气体 不可行 若溶液中含有Fe3+，则无法检验溶液中是否含有Fe2+ C+2H2SO4（浓）
CO2↑+2SO2↑+2H2O 澄清石灰水 C B中溶液不褪色，M中出现浑浊（或白色沉淀）
【解析】试题分析：一、生铁与浓硫酸可能发生的反应有①Fe与浓H2SO4加热反应，有SO2生成 ②C与浓H2SO4加热反应，有CO2和SO2生成，③Fe与稀H2SO4反应，有H2生成；二、Fe2+具有还原性，Fe3+没有还原性；Fe3+与KSCN溶液反应，溶液呈血红色，Fe2+遇KSCN溶液不变血红色；SO2具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化。三、若溶液中含有Fe3+，则无法检验溶液中是否含有Fe2+；试管中的气体可能是H2和CO2，用澄清石灰水检验CO2，检验前CO2先除去SO2。
解析：根据以上分析，一、II．所得气体可能有H2、CO2和SO2，其中SO2具有刺激性气味。二、Fe2+具有还原性，Fe3+没有还原性，滴入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫色退去，说明含有Fe2+；Fe3+与KSCN溶液反应后，溶液变为血红色，滴入KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含有Fe3+；H2、CO2和SO2中能与酸性KMnO4溶液反应的只有SO2，甲中酸性KMnO4溶液褪色，乙中酸性KMnO4溶液不褪色，试管中收集到气体，说明一定有SO2，H2、CO2中最少有1种；三、（1）只用KSCN溶液和新制氯水，若溶液中含有Fe3+，则无法检验溶液中是否含有Fe2+，故方案不可行。（2）①试管中的气体可能是H2和CO2，产生CO2的方程式是C+2H2SO4（浓）
CO2↑+2SO2↑+2H2O；②用澄清石灰水检验CO2，检验前CO2先除去SO2。M中盛放的试剂为澄清石灰水，并将M置于B-C间；③若含有二氧化碳，则B中高锰酸钾溶液不褪色，M中澄清石灰水变浑浊。
