Question

15．小亮發現工業上濃硫酸常用鐵罐車運輸．學習了酸的化學性質之后，他對鐵能否與濃硫酸反應的課題產生了濃厚的興趣．請參與探究：
【提出問題】鐵能與濃硫酸反應嗎？
【查閱資料】濃硫酸具有強氧化性，鐵、鋁和濃硫酸在常溫下接觸時，濃硫酸會在鐵、鋁的表面反應形成一層致密的氧化物保護膜，防止濃硫酸繼續和鐵、鋁反應．
【收集證據】
（1）鐵能與稀鹽酸、稀硫酸反應．鐵與稀硫酸反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）鐵能與硫酸銅溶液反應，該反應的類型是置換反應．
【設計實驗】下面是小亮設計的實驗方案，請完成下表．

實驗步驟	實驗現象
①將一打磨過的鐵片放入稀硫酸中	鐵片表面有氣泡產生，得到淺綠色溶液
②另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，觀察現象．	鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現象，過一段時間鐵絲表面有氣泡產生．

【解釋與結論】（1）打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物．
（2）步驟①的作用是作對比實驗．
（3）由上述實驗能（填“能”或“不能”）得出鐵與濃硫酸發生了化學反應的結論．
【深入探究】改變上述實驗中的步驟②也能得到相同的實驗結論．請設計不同的實驗方案，并將你的實驗方案填入下表：（如果你的答案正確，你將得到4分獎勵，但本卷滿分不超過60分）

實驗步驟	實驗現象
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現象．	無明顯現象

Answer 1

分析 （1）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）根據反應類型進行判斷；
【設計實驗】①根據打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物；
②根據步驟①的作用是作對比實驗解答；
③根據實驗現象進行分析解答；
【深入探究】根據實驗目的涉及實驗．

解答 解：
（1）鐵跟稀硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（2）鐵能與硫酸銅溶液反應，生成硫酸亞鐵和銅，符合一種單質和一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，該反應的類型是置換反應；
【設計實驗】
①將一打磨過的鐵片放入稀硫酸中，鐵跟稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵片表面有氣泡產生，得到淺綠色溶液；
②另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，觀察現象．鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現象，過一段時間鐵絲表面有氣泡產生．
【解釋與結論】（1）打磨鐵片的目的是除去表面的氧化物；
（2）由設計實驗可知：步驟①的作用是作對比實驗；
（3）由上述實驗，取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入稀硫酸中，鐵絲在稀硫酸中剛開始沒有明顯現象，過一段時間鐵絲表面有氣泡產生．說明能得出鐵與濃硫酸發生了化學反應的結論．
【深入探究】
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現象．如果無明顯現象，說明鐵與濃硫酸發生了化學反應．
答案：
【收集證據】（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）置換反應；
【設計實驗】

鐵片表面有氣泡產生，得到淺綠色溶液

【解釋與結論】（1）除去表面的氧化物；（2）作對比實驗；（3）能；
【深入探究】

實驗步驟	實驗現象
另取一打磨過的鐵絲先放入濃硫酸中，一段時間后將鐵絲取出，用水沖洗干凈后，放入硫酸銅溶液中，觀察現象．	無明顯現象

點評 該題屬于實驗方案的探究題，主要是采用對比實驗的方法對實驗中的問題進行探討，掌握設計實驗的目的及方法是解題的關鍵所在．