Question

合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了如下图所示装置进行实验。

(1)实验过程中，观察到B中的实验现象是          。

一段时间后，观察到从C中有少量的气泡冒出，此气泡的成分是                     。

(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                                  ，反应结束后，不需要打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是                         。

(3)反应一段时间后，他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。

①提出假设：

假设1：溶液中只存在Fe²⁺；

假设2．                               ；

假设3：溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。

②请你设计实验验证上述假设1，写出实验操作、实验现象及结论。

限选试剂：KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉一KI溶液、KSCN溶液

实验操作步骤	实验现象	结论

 

 

Answer 1

【答案】

 

（1）品红溶液褪色（2分），H₂（2分）

（2）便于控制铁与浓硫酸的反应和停止（2分）；从D管口向A中鼓入大量的空气（2分）

（3）①溶液中只存在Fe³⁺（1分）

  ②

实验操作	实验现象	结论
取A中溶液少量分别加入甲、乙两只试管中;甲中滴加少量酸性高锰酸钾溶液（1分）；乙中滴加少量KSCN溶液（1分）	甲中高锰酸钾溶液褪色（1分）；乙中KSCN溶液不变红（1分）	溶液中存在Fe2+（1分）；不存在Fe3+（1分）

 

【解析】

试题分析：（1）A中开始可能发生的反应有：2Fe+6H₂SO₄(浓)  Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O、Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄，随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁与稀硫酸反应产生氢气。

（2）将抽动的铁丝脱离液面，反应停止，将抽动的铁丝插入液面，反应开始；鼓入空气将试管内的气体排出。

（3）检验Fe²⁺时必须防止Fe³⁺的干扰，Fe³⁺与酸性高锰酸钾溶液不反应，而Fe²⁺具有较强的还原性，因此Fe²⁺能使酸性高锰酸钾溶液褪色，选择酸性高锰酸钾溶液。但必须还要证明溶液中不含Fe^3+，选用KSCN溶液。

考点：以探究实验为基础，考查探究基本方法，物质的检验、氧化还原反应等相关知识。