Question

16．甲乙两实验小组同学对铁及其化合物的性质进行如下探究：
I．甲组同学利用如图装置探究过量铁粉与浓H₂SO₄反应产生的气体成分．

（1）组装好实验仪器后，接下来的实验操作是检查装罝的气密性；
（2）B中观察到品红溶液褪色，D中收集到VmL水，说明A中反应产生气体的成分是SO₂和H₂．
II．乙组同学对反应后圆底烧瓶溶液中所含金属离子进行探究．
（3）铁与浓H₂SO₄的反应过程中必有Fe³⁺生成．取适量反应后的溶液，加入少量KSCN溶液，不变红色．原因是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（用离子方程式表示）．
（4）取适量反应后的溶液，加人少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色．该反应原理的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
（5）取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色，继续滴加过量新制氯水，红色褪去．
①分析其可能的原因是：
A．溶液中Fe³⁺被氧化成更髙价；
B．溶液中SCN^-被氧化；
C．溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化．
②请选用下列合适的化学试剂，验证结论A是否正确．
0．lmol/L FeCl₃溶液、lmol/L FeCl₂溶液、KSCN溶液、新制氯水、一定浓度的H₂O₂溶液．
操作、现象及相关结论为在已褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液红色复原，则结论A正确，反之亦然．

Answer 1

分析 甲乙两实验小组同学对铁及其化合物的性质进行如下探究：
I．（1）装置组装后发生反应除杂、排水量气法测定气体体积，需要气密性完好；
（2）B中观察到品红溶液褪色说明生成气体中含二氧化硫，D中收集到VmL水，说明生成的气体可能含氢气；
II．乙组同学对反应后圆底烧瓶溶液中所含金属离子进行探究，
（3）铁与浓H₂SO₄的反应过程中必有Fe³⁺生成，取适量反应后的溶液，加入少量KSCN溶液，不变红色，说明是铁过量和硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（4）取适量反应后的溶液，加人少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色说明亚铁离子被高锰酸钾溶液氧化；
（5）取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色，继续滴加过量新制氯水，红色褪去，可能存在的情况是溶液中Fe³⁺被氧化程更高价态的铁、溶液中SCN^-被氧化或溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化，可用试剂的反滴加法检验．

解答 解：（1）装置组装后发生反应除杂、排水量气法测定气体体积，需要气密性完好，组装好实验仪器后，接下来的实验操作是检查装罝的气密性，
故答案为：检查装罝的气密性；
（2）浓硫酸和过量的铁在加热条件下反应生成硫酸亚铁和二氧化硫气体，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，稀硫酸和铁反应生成氢气，
故答案为：SO₂及H₂；
（3）铁与浓H₂SO₄的反应过程中必有Fe³⁺生成．取适量反应后的溶液，加入少量KSCN溶液，不变红色．原因是铁过量，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）取适量反应后的溶液，加人少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色是亚铁离子被高锰酸钾溶液氧化，该反应原理的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（5）取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色，继续滴加过量新制氯水，红色褪去，
①取少量反应后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈现血红色，继续滴加过量新制氯水，红色褪去，可能存在的情况是溶液中Fe³⁺被氧化成更高价态的铁、溶液中SCN^-被氧化或溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化，
故答案为：溶液中SCN^-被氧化；溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化；
②如果是溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态，可再加FeCl₃溶液，在已褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液红色复原，则结论A正确；反之亦然，
故答案为：在已褪色的溶液中取出溶液少许于另一试管中，再加入适量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液红色复原，则结论A正确，反之亦然．

点评 本题考查物质的性质实验探究和混合物的计算，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，注意把握实验的方法和端值法的计算的思路，难度中等．