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:0.01mol/L 酸性KMnO4溶液.0.1mol/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Fe2+和Fe3+中的一种或两种,Ⅱ．所得气体中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（2010?揭阳模拟）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：0.01mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.1mol/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Fe²⁺和Fe³⁺中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中可能含有

SO₂、H₂

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0.01mol/L 酸性KMnO₄溶液，滴入所得溶液	溶液紫红色褪去溶液紫红色褪去	含有Fe²⁺ 含有Fe²⁺
验证猜想Ⅰ	步骤②：另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液	溶液变为蓝色溶液变为蓝色	含有Fe³⁺
验证猜想Ⅱ	将所得气体通入如下装置	甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体	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：

不正确，若溶液中含有Fe³⁺则无法检验溶液中是否含有Fe²⁺

．

分析：【提出猜想】浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，稀硫酸和铁反应生成氢气，据此进行猜想；
【实验探究】
验证猜想Ⅰ、根据二价铁离子和三价铁离子的性质选择试剂，并根据反应物和生成物预测现象，由此得出结论；
验证猜想Ⅱ、根据氢气和二氧化硫的性质选择试剂，并预测现象，由现象得出结论；
【问题讨论】
根据双氧水和二价铁离子、三价铁离子的性质判断正误．

解答：解：【提出猜想】浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，稀硫酸和铁反应生成氢气，所以所得气体中可能含有SO₂、H₂，故答案为：SO₂、H₂；
【实验探究】
验证猜想Ⅰ、
酸性高锰酸钾有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以酸性高锰酸钾能和二价铁离子发生氧化还原反应，如果步骤①溶液紫红色褪去，说明含有二价铁离子，否则没有．
碘化钾有还原性，三价铁离子有氧化性，碘离子和三价铁离子能发生氧化还原反应生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色，所以步骤②另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液，如果溶液变为蓝色，说明含有三价铁离子，否则没有，故答案为：溶液紫红色褪去；含有Fe²⁺；另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液；溶液变为蓝色；
猜想Ⅱ、
二氧化硫有还原性，能和强氧化性的物质发生氧化还原反应，如能使酸性高锰酸钾溶液褪色，氢气不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但氢气不易溶于水，所以如果甲中KMnO₄溶液褪色，说明含有二氧化硫；乙中KMnO₄溶液颜色不变，说明二氧化硫完全被吸收，如果试管中收集气体，只能是氢气，
故答案为：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】
双氧水具有氧化性，二价铁离子有还原性，双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应生成三价铁离子，KSCN只能检验三价铁离子不能检验二价铁离子，所以若溶液中含有Fe³⁺则无法检验溶液中是否含有Fe²⁺，所以该观点不正确，故答案为：不正确，若溶液中含有Fe³⁺则无法检验溶液中是否含有Fe²⁺．

点评：本题考查了二价铁离子和三价铁离子的检验，难度不大，注意常温下，浓硫酸和铁能发生钝化现象，钝化现象是铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜，不是不反应．

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