Question

我校高一化学兴趣小组的同学们为探究铁与浓硫酸的反应,设计了如图所示装置进行实验。

（1）实验过程中，观察到B中的实验现象是                ；写出C中发生反应的离子方程式                          。

（2）浓硫酸与足量的铁丝反应一段时间后,若观察到从C中有少量的气泡冒出，此气泡的成分是            。试分析产生该气体的原因                     。

（3）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                      ；

（4）反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究

①提出假设:

假设1:              ；

假设2:             ；

假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。

②已知假设3是正确的，选择合适的试剂，设计实验验证上述假设3，写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:稀HNO₃、氯水、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论
Ⅰ                         ；	；	溶液中存在Fe^3+；
Ⅱ                         。	。	。

Answer

（1）品红溶液由红色变为无色 2OH－ + SO2 = SO32－ + H2O

（2） H2 随着反应的进行浓硫酸变稀，Fe与稀硫酸反应产生氢气

（3）可以控制反应的发生与停止

（4）溶液中只有Fe2+；溶液中只有Fe3+

取样，加入KSCN溶液 溶液变红

取样，加入酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液颜色褪去 溶液中存在Fe2+

【解析】

试题分析：（1）A中铁与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，则B中观察到的实验现象是品红溶液由红色变为无色。二氧化硫有毒，需要尾气处理，则C中发生反应的离子方程式为2OH－ + SO2 = SO32－ + H2O。

（2）由于随着反应的进行浓硫酸变稀，Fe与稀硫酸反应产生氢气，氢气不溶于水，所以C中有少量的气泡冒出。

（3）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是可以控制反应的发生与停止

（4）由于铁含有+2和+3两种价态，则假设1和2分别是溶液中只有Fe2+、溶液中只有Fe3+。检验铁离子一般用KSCN溶液。亚铁离子具有还原性，因此检验Fe2+用酸性高锰酸钾溶液。

考点：考查铁与浓硫酸反应实验设计与探究