Question

铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。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。实验室现有下列试剂： 0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。

【提出猜想】

Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe^2＋和Fe^3＋中的一种或两种；

Ⅱ．所得气体中可能含有  ▲  中的一种或两种。

【实验探究】

	实验操作	预期现象	结  论
验证猜想Ⅰ	步骤①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液	▲	▲
	步骤②：  ▲	▲	含有Fe3＋
验证猜想Ⅱ	将所得气体通入如下装置	▲	含有两种气体

【问题讨论】

有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H₂O₂两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，请对该观点进行评价：  ▲  。

Answer 1

提出猜想 SO₂、H₂

实验探究

猜想Ⅰ

步骤① 溶液紫红色褪去  含有Fe^2＋

步骤② 另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液  溶液变为蓝色

猜想Ⅱ

甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体

【问题讨论】

不正确。若溶液中含有Fe^3＋则无法检验溶液中是否含有Fe^2＋

解析:

本题是一条综合性较强的化学实验题，题目以对加热条件下铁与浓硫酸反应所得溶液和气体的成分探究为情景素材，考查学生提出猜想以及对探究方案、探究过程、探究结论等进行分析和评价，能准确地表述探究结果，并应用探究结果解决相关问题的能力。

加热条件下铁与浓硫酸反应的化学原理，可以根据铜与浓硫酸反应的原理迁移，其产物有硫酸铁和二氧化硫；同时注意到随着反应的进行，硫酸的浓度变稀，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。猜想Ⅰ实际是Fe^3＋、Fe^2＋的检验，因为给出的结论中两种气体均有，所以一定含有Fe^2＋。猜想Ⅱ是SO₂、H₂的检验，但要注意试剂、操作和装置对检验方法的限制，例如H₂的检验不能采用爆鸣实验。教材中Fe^2＋的检验采用的试剂是KSCN溶液和氯水，但该方法在有Fe^3＋的检验存在的条件下不能使用。