Question

19．某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體．為此，他們設(shè)計了如下裝置驗證所產(chǎn)生的氣體．

（1）填寫裝置的作用：B防止倒吸   C驗證有SO₂生成，同時除去SO₂   G防止空氣中的H₂O進(jìn)入F，
（2）證明有SO₂生成的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺
（3）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象是：E中：黑色（CuO）變成紅色（Cu），F(xiàn)中：白色粉末變成藍(lán)色．如果去掉裝置D，還能否根據(jù)F中的現(xiàn)象判斷氣體中有氫氣？不能（填“能”或“不能”），原因是因為混合氣體中可能含H₂O，會干擾H₂的檢驗．
（4）反應(yīng)后A的溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，檢驗其中的Fe²⁺的方法是取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺．
（5）若將鐵絲換成銅絲，反應(yīng)后的溶液沒有出現(xiàn)預(yù)計的藍(lán)色溶液，而出現(xiàn)了大量白色固體，原因是濃硫酸中的水很少，濃硫酸有吸水性，要確認(rèn)CuSO₄生成，待試管冷卻后，將濃硫酸倒出，在固體中加水，看溶液是否變藍(lán)色．

Answer 1

分析 由圖可知，A中發(fā)生Fe與濃硫酸的反應(yīng)生成SO₂還可能生成氫氣，B中均為短導(dǎo)管可防止倒吸，C中高錳酸鉀褪色可檢驗SO₂，D干燥氣體，E中發(fā)生CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，F(xiàn)中無水硫酸銅可檢驗E中的氧化產(chǎn)物，G為干燥管，G可防止空氣中的水進(jìn)入F中干擾E中氧化產(chǎn)物的檢驗，以此分析（1）～（3）；
（4）檢驗其中的Fe²⁺，利用其還原性；
（5）因為濃硫酸中的水很少，而且濃硫酸具有吸水性；將濃硫酸倒出，在固體中加水看溶液是否變藍(lán)色判斷CuSO₄生成．

解答 解：（1）熄滅A裝置中酒精燈時，A裝置中氣體冷卻壓強減小，C裝置中溶液易進(jìn)入A試管中產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，所以B裝置的作用是防止倒吸；酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性，二氧化硫能和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使其褪色，所以酸性高錳酸鉀的作用是：驗證有SO₂生成，同時除去SO₂；空氣中含有水蒸氣，如果沒有G裝置，水蒸氣進(jìn)入F裝置干擾實驗，所以G的作用是：防止空氣中的H₂O進(jìn)入F，
故答案為：防止倒吸；驗證有SO₂生成，同時除去SO₂；防止空氣中的H₂O進(jìn)入F；
（2）二氧化硫有還原性，酸性高錳酸鉀有強氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺；
（3）生成的氣體經(jīng)洗氣和干燥后剩余的氣體就是氫氣，氫氣有還原性能和氧化銅在加熱條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成銅單質(zhì)，生成的水遇無水硫酸銅時白色固體變藍(lán)色，所以證明含有氫氣的現(xiàn)象是：E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F(xiàn)中白色粉末變成藍(lán)色；制取的氣體中含有水蒸氣，如果去掉D裝置，會干擾H₂的檢驗，所以不能，
故答案為：黑色（CuO）變成紅色（Cu）；白色粉末變成藍(lán)色；不能；因為混合氣體中可能含H₂O，會干擾H₂的檢驗；
（4）酸性高錳酸鉀有強氧化性，能氧化二氧化硫而使其褪色，所以檢驗亞鐵離子的方法是：取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺，
故答案為：取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺；
（5）因為濃硫酸中的水很少，濃硫酸有吸水性，硫酸銅不能溶于濃硫酸，所以反應(yīng)后生成的硫酸銅大多沒有溶解出現(xiàn)預(yù)計的藍(lán)色溶液，而以白色固體形式存在；
要確認(rèn)CuSO₄生成，待試管冷卻后，將濃硫酸倒出，在固體中加水，看溶液是否變藍(lán)色；
故答案為：濃硫酸中的水很少，濃硫酸有吸水性；將濃硫酸倒出，在固體中加水，看溶液是否變藍(lán)色．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，為高頻考點，把握反應(yīng)原理、物質(zhì)的性質(zhì)、實驗裝置的作用為解答的關(guān)鍵，注意亞鐵離子、鐵離子的檢驗方法，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．