Question

15．某興趣小組在研究性學習中設計了如下實驗來探究Fe與H₂SO₄反應的過程，裝置如圖所示．
實驗步驟：①在燒瓶中加入80% H₂SO₄；
②將提拉式鐵絲插入溶液中，觀察到先有少量氣泡，后停止的現象；
③加熱燒瓶至有較多量氣體產生時停止加熱，品紅試液顏色褪去燒瓶中溶液變為棕黃色．
④一段時間后$\frac{KMn{O}_{4}}{{H}^{+}}$顏色不再變淺，但NaOH溶液中仍有氣泡逸出，在導管口處可以點燃該氣體．燒瓶中液體變為淺綠色．
根據以上實驗回答：

（1）在步驟②中現象說明在常溫下鐵在濃硫酸中發生鈍化；
（2）在步驟③中，品紅褪色的原因是生成的二氧化硫具有漂白性；
（3）寫出步驟④中，使溶液變為淺綠色的可能原因（用離子方程式表示）Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
（4）設計實驗證明反應后的溶液中有Fe²⁺：取適量反應后的溶液放入試管中，加入KSCN溶液無明顯現象，再加入少量氯水，溶液變紅則證明溶液中含有Fe²⁺但不含Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）在常溫下鐵在濃硫酸中發生鈍化；
（2）根據二氧化硫具有漂白性的知識來回答；
（3）金屬鐵可以和稀硫酸反應還可以和三價鐵反應；
（4）溶液中加硫氰化鉀溶液，不變紅色，說明沒有三價鐵離子，再加氯氣變紅色說明含有亞鐵離子；

解答 解：（1）常溫下將Fe絲插入硫酸中會有氣泡產生，說明發生了反應，但一會兒后即停止，說明Fe在硫酸中發生了鈍化，阻止了反應的進一步進行，
故答案為：在常溫下鐵在濃硫酸中發生鈍化；
（2）Fe與濃H₂SO₄反應可能是濃H₂SO₄強氧化性或是發生置換反應生成H₂，則實驗現象品紅溶液褪色說明產生的是SO₂氣體，故答案為：生成的二氧化硫具有漂白性；
（3）溶液變為淺綠色說明產生了Fe²⁺，一種可能是Fe與H₂SO₄反應生成FeSO₄，也存在Fe³⁺離子轉化為Fe²⁺，故答案為：Fe+2 H⁺=Fe²⁺+H₂，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）取適量反應后的溶液放入試管中，加入KSCN溶液無明顯現象，再加入少量氯水，溶液變紅則證明溶液中含有Fe²⁺但不含Fe³⁺；
故答案為：取適量反應后的溶液放入試管中，加入KSCN溶液無明顯現象，再加入少量氯水，溶液變紅則證明溶液中含有Fe²⁺但不含Fe³⁺．

點評 本題考查了實驗探究Fe和H₂SO₄反應的過程，題目難度中等，側重于考查學生的實驗操作和處理實驗數據能力，明確反應原理和有關物質的性質是解題的關鍵．