题目内容

某兴趣小组在研究性学习中设计了如下实验来探究Fe和H2SO4反应的过程,装置如下图所示.

①在烧瓶中加入浓硫酸.
②将提拉式铁丝插入溶液中,观察到有少量气泡,后停止的现象.
③加热烧瓶至有大量气体产生时停止加热,品红溶液颜色褪去,烧瓶中溶液变为棕黄色.
④一段时间后KMnO4溶液颜色不再变浅,但NaOH 溶液中仍有气体放出,在导管口处可点燃此气体,烧瓶中液体变为浅绿色
根据以上实验回答:
(1)由步骤②的现象可得出的结论是:
在常温下铁在浓硫酸中发生钝化
在常温下铁在浓硫酸中发生钝化

(2)在步骤③中,品红溶液褪色的原因是
生成的二氧化硫具有漂白性
生成的二氧化硫具有漂白性

(3)写出步骤④中,使溶液变为浅绿色的可能的原因是(用离子方程式表示)
Fe+2H+=Fe2++H2
Fe+2H+=Fe2++H2
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+2Fe3+=3Fe2+

(4)若1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量,则氢气的燃烧热的热化学方程式是:
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol

(5)若在反应中铁丝质量减少a克,并收集到bL可燃性气体(标准状况下假设无体积损失),则在反应过程中产生的使品红溶液褪色的气体的质量是
64(
a
56
-
b
22.4
)g
64(
a
56
-
b
22.4
)g
(用含a、b数学表达式表示)
分析:(1)在常温下铁在浓硫酸中发生钝化;
(2)根据二氧化硫具有漂白性的知识来回答;
(3)金属铁可以和稀硫酸反应还可以和三价铁反应;
(4)根据热化学方程式的书写方法来书写;
(5)根据化学方程式进行计算.
解答:解:(1)常温下将Fe丝插入硫酸中会有气泡产生,说明发生了反应,但一会儿后即停止,说明Fe在硫酸中发生了钝化,阻止了反应的进一步进行,
故答案为:在常温下铁在浓硫酸中发生钝化;
(2)Fe与浓H2SO4反应可能是浓H2SO4强氧化性或是发生置换反应生成H2,则实验现象品红溶液褪色说明产生的是SO2气体,故答案为:生成的二氧化硫具有漂白性;
(3)溶液变为浅绿色说明产生了Fe2+,一种可能是Fe与H2SO4反应生成FeSO4,也存在Fe3+离子转化为Fe2+,故答案为:Fe+2 H+=Fe2++H2,Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量,则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8KJ的热量,故答案为:H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;
(5)收集到bL可燃性气体氢气,根据化学方程式Fe+2H+=Fe2++H2可以知道消耗金属铁的物质的量为
b
22.4
mol,则和三价铁反应消耗金属铁的物质的量为(
a
56
-
b
22.4
)mol,该物质的量和生成二氧化硫的量相等,所以生成二氧化硫的质量为64(
a
56
-
b
22.4
)g,故答案为:64(
a
56
-
b
22.4
).
点评:考试大纲中明确规定学生必须有“观察记录实验现象,分析实验结果和处理实验数据,得出正确结论的能力”,“能将实验问题(题设情境)分解,找出解答的关键,运用自己储存的知识,将它们分解、迁移、重组,使问题得到解决的应用能力.”该题目正是涉及了考纲的该项要求.
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