Question

某研究小組為探究鐵和濃硫酸的反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：

（1）上圖裝置存在不足，請(qǐng)?jiān)趫D中C處畫(huà)出所需裝置并標(biāo)注試劑名稱______．
（2）實(shí)驗(yàn)前要檢查A、B裝置的氣密性，其操作為在接口E處接一導(dǎo)氣管F，將F的末端浸入液面以下，______，安好裝置，用酒精燈微熱試管人，觀察______，停止加熱，F(xiàn)中有一段液柱，證明該裝置的氣密性好．
（3）為探究該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體性質(zhì)，將網(wǎng)個(gè)棉球上分別滴加少量試劑，按圖示安好裝置，加熱試管A，觀察四個(gè)棉球顏色變化情況，并記錄，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表空白：

棉球	棉球上滴加的試劑	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋或結(jié)論
i	______	棉球變?yōu)榘咨�，微熱后又恢�?fù)紅色
ii	______	棉球變?yōu)闇\綠色	離子方程式：______ 結(jié)論：______
iii	Na2S溶液	棉球變?yōu)闇\黃色	解釋?zhuān)簻\黃色物質(zhì)是______ 結(jié)論：______
iv	______	棉球變?yōu)榧t色	化學(xué)方程式：______ 結(jié)論：該氣體屬于酸性氧化物

（4）反應(yīng)結(jié)束拆卸裝置前，不需打開(kāi)膠塞，就可使裝置中殘留的有毒氣體完全吸收，應(yīng)采取的操作足______．
（5）為探究試管A反應(yīng)后的溶液中產(chǎn)物種類(lèi)，小組同學(xué)提出3種假設(shè)，①只含有Fe³⁺②只含有Fe²⁺③既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺，完成此探究實(shí)驗(yàn)所需試劑至少有______．

Answer 1

解：（1）鐵和濃硫酸加熱反應(yīng)生成的 氣體為二氧化硫氣體，二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，吸收需要防止倒吸，裝置圖為：，故答案為：；
（2）利用壓強(qiáng)關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前要檢查A、B裝置的氣密性，其操作為在接口E處接一導(dǎo)氣管F，將F的末端浸入液面以下，向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下，安好裝置，用酒精燈微熱試管，觀察導(dǎo)氣管F管口處有氣泡冒出，停止加熱，F(xiàn)中有一段液柱，證明該裝置的氣密性好，
故答案為：向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下；導(dǎo)氣管F管口處有氣泡冒出；
（3）i二氧化硫具有漂白性，能使品紅試液褪色，加熱恢復(fù)原來(lái)的顏色，故答案為：品紅試液；
ii二氧化硫具有還原性和氯化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵溶液呈淺綠色，反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄²ˉ+4H⁺，
故答案為：FeCl₃溶液；SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄²ˉ+4H⁺；SO₂有還原性；
iii硫化鈉中的硫離子具有還原性可以被二氧化硫氧化為單質(zhì)硫，說(shuō)明二氧化硫具有氧化性，故答案為：S；SO₂有氧化性；
iv二氧化硫是酸性氧化物溶于水和水反應(yīng)生成亞硫酸具有酸性，使石蕊試液變紅色；發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O?H₂SO₃，故答案為：石蕊試液；SO₂+H₂O?H₂SO₃；
（4）反應(yīng)結(jié)束拆卸裝置前，不需打開(kāi)膠塞，就可使裝置中殘留的有毒氣體完全吸收，應(yīng)采取的操作，從D管口向試管A中鼓入足量空氣，
故答案為：從D管口向試管A中鼓入足量空氣；
（5）為探究試管A反應(yīng)后的溶液中產(chǎn)物種類(lèi)，小組同學(xué)提出3種假設(shè)，①只含有Fe³⁺②只含有Fe²⁺③既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺，取試液與試管中，加入KSCN溶液變血紅色證明鐵離子的存在；另取溶液與試管中，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液變藍(lán)色，或加入KMnO₄溶液 褪色證明含有亞鐵離子；依據(jù)檢驗(yàn)試劑和檢驗(yàn)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，
故答案為：KSCN溶液和K₃[Fe（CN）₆]溶液或KSCN溶液和KMnO₄溶液．
分析：（1）鐵和濃硫酸加熱反應(yīng)生成的 氣體為二氧化硫氣體，二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，吸收需要防止倒吸；
（2）依據(jù)裝置中壓強(qiáng)關(guān)系和液面變化檢驗(yàn)裝置氣密性；
（3）i棉球變?yōu)榘咨�，微熱后又恢�?fù)紅色是二氧化硫氣體的漂白性檢驗(yàn)；
ii棉球變?yōu)闇\綠色，利用二氧化硫的還原性和三價(jià)鐵鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵鹽溶液為淺綠色；
iii棉球變?yōu)闇\黃色，是利用二氧化硫的氧化性氧化硫離子生成單質(zhì)硫；
iv棉球變?yōu)榧t色，利用二氧化硫是酸性氧化物溶于水生成酸使石蕊試液變紅；
（4）從D管口向試管A中鼓入足量空氣 把二氧化硫趕凈；
（5）依據(jù)鐵離子和亞鐵離子的特征檢驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析判斷．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了濃硫酸性質(zhì)的分析，濃硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)物的判斷檢驗(yàn)方法，二氧化硫性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．