Question

2．某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应，设计了图1、图2所示装置进行实验．
（1）比较两实验装置，图2装置的优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO₂，防止其污染环境；②便于控制反应的发生和停止．
（2）导气管e有两个主要作用：一是在反应过程中，因导管插入液面下，可起到“液封”作用阻值SO₂ 气体逸出而防止污染环境；二是停止加热时，防止倒吸或平衡压强．
（3）能说明有SO₂气体产生的实验现象是品红溶液褪色．
（4）反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有  以下三种可能：
I：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺．
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：
A．稀HCl溶液      B．稀硫酸     C．KSCN溶液    D．KMnO₄溶液
E．NaOH溶液       F．淀粉KI溶液 G．H₂O₂溶液
验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的C（填试剂序号，下同），振荡，再滴加少量的G，根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确．
验证Ⅲ：步骤1．取试样，滴加少量的C（或F）（填试剂序号，溶液的颜色变红（或蓝）色，则试样中含有Fe³⁺，发生反应的离子方程式为Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃或2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
步骤2．再取适量的试样，滴加少量的D（填试剂序号），溶液颜色的变化为酸性KMmO₄溶液的浅红色褪去，则试样中含有Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）图2装置中Fe丝可以抽动，能控制反应的发生和停止；
（2）导气管e与外界连通能起到平衡压强防止倒吸的作用；
（3）依据二氧化硫的漂白性解答；
（4）验证Ⅱ：三价铁离子遇到硫氰酸根离子显红色，检验Fe²⁺，通常先加KSCN溶液，再加H₂O₂溶液；
步骤1．检验Fe³⁺，加KSCN溶液，变红色；或加淀粉KI溶液，变蓝色；
步骤2．既有Fe³⁺又有Fe²⁺时，检验Fe²⁺要加酸性KMnO₄溶液．

解答 解：（1）②图2装置中Fe丝可以抽动，能控制反应的发生和停止，故答案为：便于控制反应的发生和停止；
（2）导气管e与外界连通能起到平衡压强防止倒吸的作用，故答案为：停止加热时，能防止倒吸或平衡压强；
（3）二氧化硫具有漂白性，能是品红溶液褪色，故答案为：品红溶液褪色；
（4）验证Ⅱ：三价铁离子遇到硫氰酸根离子显红色，检验Fe²⁺，通常先加KSCN溶液，再加H₂O₂溶液，如果开始没有现象，加入双氧水后溶液出现血红色，即可证明二价铁离子存在；
故答案为；C；G；
验证Ⅲ：步骤1．检验Fe³⁺，加KSCN溶液，变红色，发生的反应为：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；或加淀粉KI溶液，变蓝色，其反应为：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺；
故答案为：C（或F），红（或蓝），Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃或2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺；
步骤2．既有Fe³⁺又有Fe²⁺时，检验Fe²⁺要加酸性KMnO₄溶液，高锰酸钾溶液褪色证明有二价铁离子，
故答案为：D；酸性KMnO₄溶液的浅红色褪去．

点评 本题考查了二氧化硫的制备和性质检验、离子检验试验设计，明确二氧化硫制备原理及其性质，熟悉二价铁离子、三价铁离子性质及检验方法是解题关键，注意试验设计的严密性，题目难度中等．