Question

1．某�；瘜W(xué)興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應(yīng)，設(shè)計了圖1、圖2所示裝置進行實驗．
（1）比較兩實驗裝置，圖2裝置的優(yōu)點是：①能更好的吸收有毒氣體SO₂，防止其污染環(huán)境； ②便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
（2）導(dǎo)氣管e有兩個主要作用：一是在反應(yīng)過程中，因?qū)Ч懿迦胍好嫦拢�可起到“液封”作用阻止SO₂氣體逸出而防止污染環(huán)境；二是停止加熱時，能防止倒吸或平衡壓強．
（3）能說明有SO₂氣體產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是品紅溶液褪色．C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O
（4）反應(yīng)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Ⅱ、Ⅲ的可能性，選用如下試劑，填寫下列空格：
A．稀HCl溶液    B．稀H₂SO₄硫酸    C．KSCN溶液    D．KMnO₄溶液
E．NaOH溶液     F．淀粉KI溶液     G．H₂O₂溶液
驗證Ⅱ：取試樣，先滴加少量的C（填試劑序號，下同），振蕩，再滴加少量的G，根據(jù)溶液顏色的變化可確定假設(shè)Ⅱ是否正確．
驗證Ⅲ：步驟1．取試樣，滴加少量的C（或F）（填試劑序號），溶液的顏色變紅（或藍）色．則試樣中含有Fe³⁺，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃或2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺．
步驟2．再取適量的試樣滴加到少量的D（填試劑序號），溶液的顏色變?yōu)樽霞t色褪去或變淺、色，則試樣中含有Fe²⁺，此反應(yīng)的離子方程式為：5Fe²⁺+MO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）圖2裝置中Fe絲可以抽動，能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，有尾氣處理裝置；
（2）導(dǎo)氣管e與外界連通能起到平衡壓強防止倒吸的作用；
（3）二氧化硫能夠使品紅溶液褪色；二氧化硫為酸性氧化物，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水；
（4）驗證Ⅱ：檢驗Fe²⁺，先加KSCN溶液，再加H₂O₂溶液；
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）圖2裝置中Fe絲可以抽動，能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，而且有尾氣處理裝置，
故答案為：便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
（2）導(dǎo)氣管e與外界連通，停止加熱時能起到平衡壓強防止倒吸的作用，
故答案為：停止加熱時，能防止倒吸或平衡壓強；
（3）二氧化硫具有漂白性，能是品紅溶液褪色，所以若品紅溶液褪色，證明有二氧化硫氣體產(chǎn)生；二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：品紅溶液褪色；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（4）Ⅱ為只含有Fe²⁺，驗證Ⅱ時，需要先加KSCN溶液，溶液不變紅，然后再加H₂O₂溶液，若此時溶液變成紅色，則證明只含有亞鐵離子，
故答案為：C，G；
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，變紅色，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；或加淀粉KI溶液，變藍色，其反應(yīng)為：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺；
故答案為：C（或F）；紅（或藍），F(xiàn)e³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃或2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺；
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，高錳酸鉀溶液褪色證明有二價鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe²⁺+MO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：D；紫紅色褪去或變淺；5Fe²⁺+MO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點評 本題通過濃硫酸的性質(zhì)，側(cè)重考查性質(zhì)實驗方案的設(shè)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(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)實驗方案的設(shè)計原則，試題充分考查了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>