Question

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

（1）能说明有SO₂气体产生的实验现象是                                 。
（2）图2中导气管e的主要作用为                                             。
（3）上述装置中图2中的NaOH溶液能吸收SO₂尾气，防止污染，如将其更换为酸性KMnO₄溶液，同样可以达到目的，试写出酸性KMnO₄溶液与SO₂反应的化学方程式：
                                                        。
（4）对比两套实验装置，不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO₂防止其污染环境外，还有一个非常明显的优点，你认为是                                。
（5）反应一段时间后停止反应，待冷却后用胶头滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；   Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺。
为确认溶液的成分，选用如下试剂：

A．稀HCl溶液

B．稀硫酸

C．KSCN溶液

D．酸性KMnO4溶液

E．NaOH溶液     F．H₂O₂溶液
试完成下列相关的实验探究：

实验步骤	实验现象及结论
1、取一支洁净的试管，滴加1-2mL的试样溶液，再向试管中滴加几滴KSCN溶液	（1）                         ，则说明Ⅱ成立。 （2）                         ，则说明溶液中存在Fe3+，则Ⅰ或Ⅲ成立。
2、	。

 

Answer 1

（1）B中品红溶液褪色 （1分）
（2）停止加热时，能防止倒吸或平衡压强（凡合理答案均可）（2分）
（3）2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄（2分）
（4）便于控制反应的发生和停止 （2分）
（5）

实验步骤	实验现象及结论
1、取一支洁净的试管，滴加1-2mL的试样溶液，再向试管中滴加几滴KSCN溶液	（1）如果没有观察到溶液颜色的明显变化，则说明Ⅱ成立。（1分） （2）如果观察到溶液颜色转化为红色，则说明溶液中存在Fe3+，则Ⅰ或Ⅲ成立。（1分）
2、 另取一支洁净的试管，加1-2mL试样溶液，用胶头滴管逐滴滴加酸性KMnO4溶液 。（1分）	如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液的紫红色褪色，则说明溶液中含有Fe2+，说明Ⅲ成立；如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液紫红色不褪，则说明溶液中没有Fe2+，说明Ⅰ成立。5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ +4H2O 。（2分）

 

试题分析：（1）二氧化硫的特性是使品红溶液褪色，因此能说明有SO₂气体产生的实验现象是：B中品红溶液褪色。
（2）停止加热时，装有铁和浓硫酸的试管中压强减小，有这样一根导管能防止倒吸或平衡压强。
（3）2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄（2分）
（4）想让反应开始，把铁丝推一下让其接触浓硫酸，想让反应停止时，将铁丝拉离浓硫酸，这样便于控制反应的发生和停止
（5）铁离子与硫氰化钾反应可以生成血红色的溶液，用此来检验三价铁离子，二价铁离子的检验是得用其还原性。亚铁离子被高锰酸钾氧化，然后再利用硫氰化钾来进行确定。