Question

2．某校化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應，設計了圖1、圖2所示裝置進行實驗．
（1）比較兩實驗裝置，圖2所示裝置的優點是：
①能更好地吸收有毒氣體SO₂，防止其污染環境；
②便于控制反應的發生和停止．
（2）能說明有SO₂氣體產生的實驗現象是品紅溶液褪色．
（3）反應一段時間后，用滴管吸取A試管中的溶液滴入適量水中為試樣，試樣中所含金屬離子的成分有以下三種可能：
Ⅰ：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺．
為驗證Ⅲ的可能性，選用如下試劑，填寫下列空格：
A．酸性KMnO₄溶液  B．稀硫酸溶液    C．KSCN溶液  D．淀粉-KI溶液   E．H₂O₂溶液
驗證Ⅲ：步驟1．取試樣，滴加少量的C或D（填試劑序號），溶液的顏色變成紅色或藍色則試樣中含有Fe³⁺，發生反應的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（SCN）₃或2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
步驟2．取少量溶液于試管中，滴加酸性高錳酸鉀，若溶液顏色褪去，證明含Fe²⁺，則試樣中含有Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）②圖2裝置中Fe絲可以抽動，能控制反應的發生和停止，有尾氣處理裝置；
（2）二氧化硫能夠使品紅溶液褪色；
（3）驗證Ⅲ：步驟1．檢驗Fe³⁺，加KSCN溶液，變紅色；或加淀粉KI溶液，變藍色；
步驟2．既有Fe³⁺又有Fe²⁺時，檢驗Fe²⁺要加酸性KMnO₄溶液．

解答 解：（1）比較兩個裝置的不同點，發現發生裝置設計不同，可抽動的鐵絲可以隨時控制反應的發生與停止，而鐵片卻不具有這樣的優勢；
故答案為：便于控制反應的發生和停止；
（2）二氧化硫能夠使品紅溶液褪色，如果生成二氧化硫則會看到品紅溶液褪色；
故答案為：品紅溶液褪色；
（3）Ⅲ為既有Fe³⁺又有Fe²⁺；驗證Ⅲ的方法為：步驟1：檢驗Fe³⁺，加KSCN溶液或淀粉KI溶液，變紅色或藍色，發生的反應為：Fe³⁺+3SCN^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（SCN）₃或 2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
步驟2．再驗證亞鐵離子，需要使用酸性高錳酸鉀溶液，方法為：加酸性KMnO₄溶液，高錳酸鉀溶液變淺紅色證明有二價鐵離子，
故答案為：C或D；紅色或藍色；Fe³⁺+3SCN^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（SCN）₃或 2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；取少量溶液于試管中，滴加酸性高錳酸鉀，若溶液顏色褪去，證明含Fe²⁺．

點評 本題通過濃硫酸的性質，側重考查性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，明確鐵離子、亞鐵離子的檢驗方法為解答關鍵，注意掌握性質實驗方案的設計原則，試題充分考查了學生的分析能力及化學實驗能力．