Question

【题目】铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。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,同时得到浅绿色酸性溶液。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体(夹持装置省略)并进行有关实验。

(1)①若装置A中的试管不加热，则没有明显现象，原因是____________。

②证明有SO2 生成的现象是_____；为了证明气体中含有氢气，装置B和C中加入的试剂分别为X、CuSO4，请写出装置B处反应的化学方程式________________。

(2)取装置A试管中的溶液6mL，加入适量氯水恰好反应，再加入过量的KI溶液后，分别取2mL此溶液于3支小试管中进行如下实验:

①第一支试管中加入1mLCCl4，充分振荡、静置，CCl4层呈紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。

实验②检验的离子是________________(填离子符号)；实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有____(填离子符号),由此可以证明该离子与I-发生的氧化还原反应为_______。

(3)向盛有H202溶液的试管中加入几滴装置A试管中的溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_________________；一段时间后，溶液中有气泡出现并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是________________；生成沉淀的原因是_______________ (用平衡移动原理解释)。

Answer 1

【答案】 常温下，铁的表面被浓硫酸氧化为致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与内层的铁进一步反应 酸性高锰酸钾溶液褪色 CuO+H2Cu+H2O Fe2+ Fe3+ 可逆反应 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,使H2O2 分解产生O2 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,反应消耗H+使c(H+)降低，且H2O2 分解反应放热，促使水解平衡正向移动,产生较多Fe(OH)3，聚集形成沉淀

【解析】（1）①A为铁与浓硫酸反应装置，常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，即：铁的表面被浓硫酸氧化为致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与内层的铁进一步反应，所以装置A中的试管不加热，则没有明显现象。②SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色；由C中盛有硫酸铜，可判断出证明气体中含有氢气的方法是：装置B和C中加入的试剂分别为CuO、CuSO4，若含有H2，H2可把CuO还原为Cu，生成的H2O能与CuSO4反应生成蓝色的CuSO45H2O，B处反应化学方程式为：CuO+H2Cu+H2O。

（2）根据检验Fe2+方法，加入K3[Fe(CN)6]，若产生蓝色沉淀则有Fe2+，故实验②检验的离子是：Fe2+；I2易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，实验①说明I-被氧化成I2，Fe3+遇KSCN溶液显红色，实验③说明在I-过量的情况下溶液中仍有Fe3+，所以由实验①和③可以证明Fe3+与I-发生了氧化还原反应，但并没有反应完全，存在反应限度，因此该氧化还原反应为可逆反应。

（3）A试管中的溶液含有Fe2+，向盛有H202溶液的试管中加入几滴装置A试管中的溶液，发生氧化还原反应生成Fe3+，Fe3+的溶液呈棕黄色，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；生成的Fe3+对双氧水起催化作用，双氧水分解产生氧气并放热，促进了Fe3+水解平衡正向移动，产生Fe(OH)3沉淀，所以一段时间后，溶液中有气泡出现并放热，随后有红褐色沉淀生成。