Question

16．某化学兴趣小组为探究浓硫酸的性质，设计了如下图所示的装置进行实验．

（1）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是可随时控制反应的进行和停止．
（2）说明SO₂气体产生的实验现象是品红褪色；装置C的作用是吸收多余的SO₂气体，防止尾气污染（环境）．
（3）反应一段时间后，他们对试管A中溶液的金属离子进行探究，请完成相关试题：
①提出假设：假设1：只含有Fe³⁺；
假设2：只含有Fe²⁺；
假设3：既有Fe²⁺，又有Fe³⁺．
②请设计实验方案验证假设3．
限选试剂：稀硫酸、KMnO₄溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H₂O₂溶液．

实验步骤	预期现象
步骤一：用胶头滴管取出A试管中的溶液，用水稀释后，并分装在试管Ⅰ、Ⅱ中备用
步骤二：检验Fe3+，往试管Ⅰ中，滴入几滴KSCN溶液	溶液呈现血红色
步骤三：检验Fe2+，往试管Ⅱ中，滴入少量KMnO4溶液（或先滴入几滴稀硫酸）	紫红色变浅或消褪

（4）已知C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，该反应体现浓硫酸的B性．
A．脱水性　       B．强氧化性　     C．吸水性
若要验证反应产物中同时混有SO₂气体和CO₂气体，可选择以下试剂进行实验：
①NaOH溶液②品红溶液③溴水④Ca（OH）₂溶液，选择合适试剂并安排合理的顺序为②③②④．

Answer 1

分析 （1）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”可随时控制反应的进行和停止；
（2）二氧化硫能使品红褪色，具有毒性，能被氢氧化钠吸收；
（3）①铁与浓硫酸反应，铁可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；
②设计实验方案验证假设3：须验证Fe³⁺和Fe²⁺，Fe³⁺能氧化碘离子，Fe²⁺能还原高锰酸根离子；
（4）反应C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，浓硫酸表现强氧化性；若要验证反应产物中同时混有SO₂气体和CO₂气体，先检验二氧化硫，再除净二氧化硫，最后检验二氧化碳即可．

解答 解：（1）在加热的条件下，当铁丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铁丝时，铁丝与硫酸不接触，反应停止，所以用“可抽动的铁丝”的优点是便于控制反应的反应，故答案为：可随时控制反应的进行和停止；
（2）SO₂具有漂白性，品红能被二氧化硫漂白，可用品红溶液验证SO₂的生成，所以能说明有SO₂气体产生的实验现象是品红溶液褪色，二氧化硫具有毒性，能被氢氧化钠吸收，故答案为：品红溶液褪色；吸收多余的SO₂气体，防止尾气污染（环境）；
（3）①铁与浓硫酸反应，铁可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；对A中溶液的金属离子，可能有：只含有Fe³⁺；只含有Fe²⁺；
既有Fe²⁺，又有Fe³⁺，三种情况，故答案为：只含有Fe²⁺；
②设计实验方案验证假设3：须验证Fe³⁺和Fe²⁺，步骤一：用胶头滴管取A试管中的溶液，用水稀释并分装试管I、II备用，二价铁离子浅绿色，三价铁离子棕黄色，所以预期现象和结论是溶液有颜色；步骤二：往试管I中，滴加少量的KSCN溶液，溶液呈现血红色，则说明原溶液中含有 Fe³⁺；步骤三：往试管II滴加到少量的 KMnO₄溶液，Fe²⁺能还原高锰酸根离子，若溶液褪色，则说明原溶液中含有 Fe²⁺，结合步骤二，则假设3正确，故答案为：

滴入几滴KSCN溶液	溶液呈现血红色
滴入少量KMnO4溶液（或先滴入几滴稀硫酸）	紫红色变浅或消褪

（4）反应C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，碳单质被浓硫酸氧化，该反应体现浓硫酸的强氧化性，故选B；若要验证反应产物中同时混有SO₂气体和CO₂气体，先检验二氧化硫，再除净二氧化硫，最后检验二氧化碳即可，选择试剂安排合理的顺序为②③②④，故答案为：B；②③②④．

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，题目较难．