Question

合肥市某校化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應，設計了如下圖所示裝置進行實驗。

(1)實驗過程中，觀察到B中的實驗現象是         。
一段時間后，觀察到從C中有少量的氣泡冒出，此氣泡的成分是                    。
(2)用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優點是                                 ，反應結束后，不需要打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應當采取的操作是                        。
(3)反應一段時間后，他們對A中溶液的金屬陽離子進行了探究。
①提出假設：
假設1：溶液中只存在Fe²⁺；
假設2．                              ；
假設3：溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。
②請你設計實驗驗證上述假設1，寫出實驗操作、實驗現象及結論。
限選試劑：KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉一KI溶液、KSCN溶液

實驗操作步驟	實驗現象	結論

 

Answer 1

（1）品紅溶液褪色（2分），H₂（2分）
（2）便于控制鐵與濃硫酸的反應和停止（2分）；從D管口向A中鼓入大量的空氣（2分）
（3）①溶液中只存在Fe³⁺（1分）
②

實驗操作	實驗現象	結論
取A中溶液少量分別加入甲、乙兩只試管中;甲中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液（1分）；乙中滴加少量KSCN溶液（1分）	甲中高錳酸鉀溶液褪色（1分）；乙中KSCN溶液不變紅（1分）	溶液中存在Fe2+（1分）；不存在Fe3+（1分）

 

解析試題分析：（1）A中開始可能發生的反應有：2Fe+6H₂SO₄(濃) Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O、Fe+Fe₂(SO₄)₃=3FeSO₄，隨著反應的進行，濃硫酸變為稀硫酸，鐵與稀硫酸反應產生氫氣。
（2）將抽動的鐵絲脫離液面，反應停止，將抽動的鐵絲插入液面，反應開始；鼓入空氣將試管內的氣體排出。
（3）檢驗Fe²⁺時必須防止Fe³⁺的干擾，Fe³⁺與酸性高錳酸鉀溶液不反應，而Fe²⁺具有較強的還原性，因此Fe²⁺能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，選擇酸性高錳酸鉀溶液。但必須還要證明溶液中不含Fe^3+，選用KSCN溶液。
考點：以探究實驗為基礎，考查探究基本方法，物質的檢驗、氧化還原反應等相關知識。