Question

合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行实验。

(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是                                                 　。

一段时间后,观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是　　　              。

(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                                                               　;

反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是                                  　。

(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。

①提出假设:

假设1:溶液中只存在Fe²⁺;

假设2:　                                   ; 

假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。

②请你设计实验验证上述假设1,写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论

Answer

(1)品红溶液褪色 H2

(2)便于控制铁与浓硫酸的反应和停止 从D管口向A中鼓入大量的空气

(3)①溶液中只存在Fe3+

②

实验操作步骤

实验现象

结论

方法一:取少量A中溶液分别加入甲、乙两支试管中;甲中滴加少量酸性高锰酸钾溶液;乙中滴加少量KSCN溶液

甲中高锰酸钾溶液褪色;乙中KSCN溶液不变红

溶液中存在Fe2+,不存在Fe3+

方法二:取少量A中溶液加入试管中,滴入少量KSCN溶液,一段时间后再加入少量氯水

加入KSCN溶液不显红色,继续加入少量氯水,溶液显红色

溶液中不存在Fe3+,存在Fe2+

【解析】(1)A中开始可能发生的反应有:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,铁与稀硫酸反应产生氢气。

(2)将抽动的铁丝脱离液面,反应停止,将抽动的铁丝插入液面,反应开始;鼓入空气将试管内的气体排出。

(3)检验Fe2+时必须防止Fe3+的干扰,Fe3+与酸性高锰酸钾溶液不反应,而Fe2+具有较强的还原性,因此Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选择酸性高锰酸钾溶液。但必须还要证明溶液中不含选用KSCN溶液。