Question

3．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）比较两个实验装置，图2装置的优点是：
①能更好的吸收有毒气体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”作用阻止SO₂气体逸出而防止污染环境；二是停止加热时，能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试管中的溶液滴入到适量水中作为试样，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．酸性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2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺．
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KMnO₄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，有尾气处理装置；
（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）根据检验二氧化硫的方法分析；
（4）验证Ⅱ：检验Fe²⁺，先加KSCN溶液，再加H₂O₂溶液；
验证Ⅲ：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）图2装置中Fe丝可以抽动，能控制反应的发生和停止，而且有尾气处理装置，
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：检验Fe²⁺，先加KSCN溶液，再加H₂O₂溶液；
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 本题主要考查了实验方案的设计，依据铁与浓硫酸反应的原理是解答的关键，题目难度中等．