Question

3．濃硫酸有強氧化性，鐵在冷的濃硫酸中能發(fā)生鈍化．某興趣小組的同學發(fā)現將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產生大量氣體．請你協(xié)助他們探究所得氣體的成分．
Ⅰ【提出猜想】
猜想1：所得氣體中可能是SO₂．
猜想2：所得氣體中可能是H₂．
猜想3：所得氣體中可能是SO₂和H₂的混合氣體．
Ⅱ【實驗探究】
（1）將所得氣體通入如下裝置，證明猜想3正確的實驗現象是甲中KMnO₄溶液褪色、乙中KMnO₄溶液顏色不變（或變淺但不完全褪色）、試管中收集到無色氣體．
（2）點燃余下的氣體前，必須要進行的操作是檢驗氣體的純度．
（3）寫出濃硫酸表現出強氧化性的化學反應方程式2Fe+6H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O．
（4）如果把一定量的鐵與濃硫酸加熱時產生的氣體通過裝有過量Na₂O₂粉末的玻璃管，則玻璃管中反應的生成物可能含有（填化學式）Na₂SO₄、Na₂SO₃、NaOH、O₂．

Answer 1

分析 提出猜想：濃硫酸和鐵反應生成二氧化硫，稀硫酸和鐵反應生成氫氣，所得氣體中可能含有SO₂和H₂中的一種或兩種，據此進行猜想；
（1）由題目信息可知，猜想三：所得氣體中可能是SO₂和H₂的混合氣體．二氧化硫具有還原性，可以使酸性高錳酸鉀褪色，氫氣不溶于水，不反應，試管中收集到氫氣．
（2）氫氣不純，燃燒可能發(fā)生爆炸，故點燃前應先檢驗氣體的純度；
（3）鐵與過量濃硫酸加熱反應生成硫酸鐵、二氧化硫氣體和水，據此寫出反應的化學方程式；
（4）能夠與過氧化鈉反應的有二氧化硫、水，過氧化鈉與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉；水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉和氧氣，二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，據此判斷玻璃管中反應的生成物．

解答 解：提出猜想：濃硫酸和鐵反應生成二氧化硫，稀硫酸和鐵反應生成氫氣，所得氣體中可能含有SO₂和H₂中的一種或兩種，故生成的氣體有三種情況：①所得氣體中可能是SO₂；②所得氣體中可能是H₂；③所得氣體中可能是SO₂和H₂的混合氣體，
故答案為：H₂；SO₂和H₂．
（1）由題目信息可知，猜想三：所得氣體中可能是SO₂和H₂的混合氣體．二氧化硫具有還原性，可以使酸性高錳酸鉀褪色，氫氣不溶于水，不反應，試管中收集到氫氣．
故答案為：甲中KMnO₄溶液褪色；乙中KMnO₄溶液顏色不變（或變淺但不完全褪色）；試管中收集到無色氣體；
（2）氫氣不純，燃燒可能發(fā)生爆炸，故點燃前應先檢驗氣體的純度，
故答案為：檢驗氣體的純度；
（3）加熱條件下，鐵與過量的濃硫酸反應生成硫酸鐵、二氧化硫氣體和水，反應的化學方程式為：2Fe+6H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，
故答案為：2Fe+6H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
（4）一定量的鐵與濃硫酸加熱時產生的氣體中含有H₂、SO₂及水蒸氣，當通過裝有過量Na₂O₂粉末的玻璃管，可能發(fā)生反應：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，所以玻璃管中反應的生成物可能含有：Na₂SO₄、Na₂SO₃、NaOH、O₂，
故答案為：Na₂SO₄、Na₂SO₃、NaOH、O₂（其他合理答案也得分）．

點評 本題考查濃硫酸的性質，題目難度中等，掌握元素化合物的性質是關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力，學習中需要全面把握基礎知識．