Question

2．鐵在冷的濃硫酸中能發生鈍化．某興趣小組的同學發現將鐵與一定量的濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解得到溶液A，并產生大量氣體B．
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金屬離子可能含有Fe²⁺和Fe³⁺中的一種或兩種．
Ⅱ．所得氣體B的可能組成是SO₂、H₂中的一種或兩種．
【實驗探究】
實驗室提供下列試劑：0.01mol/L酸性KMnO₄溶液、0.1mol/L KSCN溶液、3%H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸餾水．在配制0.01mol/L酸性KMnO₄溶液溶液過程中，需要用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、100ml容量瓶和膠頭滴管（填儀器名稱）．
請你完成以下探究實驗．

	實驗操作	預期現象	結  論
驗證猜想Ⅰ	①取適量A溶液，滴加0.1mol/LKSCN溶液 ②另取適量A溶液，滴加少量0.01mol/L酸性KMnO4溶液	①酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明含有亞鐵離子； ②溶液變為血紅色	含有Fe2+和Fe3+
驗證猜想Ⅱ	將所得氣體通入下圖所示裝置	甲中紫色褪去，乙中不褪色，試管中收集到氣體	含有兩種氣體

【問題討論】某同學認為把上述裝置中乙部分酸性高錳酸鉀溶液改為品紅溶液，也可以達到同樣的目的．

Answer 1

分析 【提出猜想】鐵和濃硫酸反應生成二氧化硫或氫氣或二者都有；
【實驗探究】根據儀器作用選取儀器，注意填的是玻璃儀器；
驗證猜想I：亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子能使KSCN溶液變紅色；
驗證猜想II：二氧化硫能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，氫氣不溶于水，利用排水法能收集到氫氣；
【問題討論】裝置乙的作用是證明二氧化硫已經除盡，二氧化硫能夠使品紅溶液褪色，故也可使用品紅溶液．

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，所以所得氣體中可能含有SO₂、H₂，
故答案為：SO₂、H₂中的一種或兩種；
【實驗探究】配制過程中，用托盤天平稱量高錳酸鉀、用膠頭滴管定容，所以還需要的玻璃儀器為膠頭滴管；
驗證猜想I：亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子能使KSCN溶液變紅色，其檢驗方法為：取少量液體倒入試管中，向試管中滴加KSCN溶液后，溶液變為血紅色，說明含有鐵離子，向溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明含有亞鐵離子，如果兩種現象都有，則說明含有鐵離子和亞鐵離子；
驗證猜想II：二氧化硫有還原性，能和強氧化性的物質發生氧化還原反應，如能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，氫氣不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但氫氣不易溶于水，所以如果甲中KMnO₄溶液褪色，說明含有二氧化硫；乙中KMnO₄溶液顏色不變，說明二氧化硫完全被吸收，如果試管中收集氣體，只能是氫氣，
故答案為：膠頭滴管；

	實驗操作	預期現象	結論
驗證猜想Ⅰ	①取適量A溶液，滴加0.1 mol/L KSCN溶液   ②另取適量A溶液，滴加少量0.01 mol/L酸性KMnO4溶液	①酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明含有亞鐵離子；②溶液變為血紅色
驗證猜想Ⅱ		甲中紫色褪去，乙中不褪色，試管中收集到氣體

；
【問題討論】裝置甲用于除去二氧化硫，然后用裝置乙檢驗二氧化硫已經除盡，根據二氧化硫具有漂白性，能夠使品紅溶液褪色可知，裝置乙換成品紅溶液，同樣達到實驗目的，
故答案為：品紅溶液．

點評 本題考查了濃硫酸的性質、性質實驗方案設計，題目難度中等，明確物質的性質為解答關鍵，根據物質的性質確定可能發生的反應及反應現象，注意掌握亞鐵離子及鐵離子的檢驗方法、性質實驗方案的設計原則．