Question

15．小亮发现工业上浓硫酸常用铁罐车运输．学习了酸的化学性质之后，他对铁能否与浓硫酸反应的课题产生了浓厚的兴趣．请参与探究：
【提出问题】铁能与浓硫酸反应吗？
【查阅资料】浓硫酸具有强氧化性，铁、铝和浓硫酸在常温下接触时，浓硫酸会在铁、铝的表面反应形成一层致密的氧化物保护膜，防止浓硫酸继续和铁、铝反应．
【收集证据】
（1）铁能与稀盐酸、稀硫酸反应．铁与稀硫酸反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）铁能与硫酸铜溶液反应，该反应的类型是置换反应．
【设计实验】下面是小亮设计的实验方案，请完成下表．

实验步骤	实验现象
①将一打磨过的铁片放入稀硫酸中	铁片表面有气泡产生，得到浅绿色溶液
②另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入稀硫酸中，观察现象．	铁丝在稀硫酸中刚开始没有明显现象，过一段时间铁丝表面有气泡产生．

【解释与结论】（1）打磨铁片的目的是除去表面的氧化物．
（2）步骤①的作用是作对比实验．
（3）由上述实验能（填“能”或“不能”）得出铁与浓硫酸发生了化学反应的结论．
【深入探究】改变上述实验中的步骤②也能得到相同的实验结论．请设计不同的实验方案，并将你的实验方案填入下表：（如果你的答案正确，你将得到4分奖励，但本卷满分不超过60分）

实验步骤	实验现象
另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入硫酸铜溶液中，观察现象．	无明显现象

Answer 1

分析 （1）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）根据反应类型进行判断；
【设计实验】①根据打磨铁片的目的是除去表面的氧化物；
②根据步骤①的作用是作对比实验解答；
③根据实验现象进行分析解答；
【深入探究】根据实验目的涉及实验．

解答 解：
（1）铁跟稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（2）铁能与硫酸铜溶液反应，生成硫酸亚铁和铜，符合一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的类型是置换反应；
【设计实验】
①将一打磨过的铁片放入稀硫酸中，铁跟稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁片表面有气泡产生，得到浅绿色溶液；
②另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入稀硫酸中，观察现象．铁丝在稀硫酸中刚开始没有明显现象，过一段时间铁丝表面有气泡产生．
【解释与结论】（1）打磨铁片的目的是除去表面的氧化物；
（2）由设计实验可知：步骤①的作用是作对比实验；
（3）由上述实验，取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入稀硫酸中，铁丝在稀硫酸中刚开始没有明显现象，过一段时间铁丝表面有气泡产生．说明能得出铁与浓硫酸发生了化学反应的结论．
【深入探究】
另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入硫酸铜溶液中，观察现象．如果无明显现象，说明铁与浓硫酸发生了化学反应．
答案：
【收集证据】（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）置换反应；
【设计实验】

铁片表面有气泡产生，得到浅绿色溶液

【解释与结论】（1）除去表面的氧化物；（2）作对比实验；（3）能；
【深入探究】

实验步骤	实验现象
另取一打磨过的铁丝先放入浓硫酸中，一段时间后将铁丝取出，用水冲洗干净后，放入硫酸铜溶液中，观察现象．	无明显现象

点评 该题属于实验方案的探究题，主要是采用对比实验的方法对实验中的问题进行探讨，掌握设计实验的目的及方法是解题的关键所在．