Question

16．某化學興趣小組為探究濃硫酸的性質，設計了如下圖所示的裝置進行實驗．

（1）用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優(yōu)點是可隨時控制反應的進行和停止．
（2）說明SO₂氣體產生的實驗現象是品紅褪色；裝置C的作用是吸收多余的SO₂氣體，防止尾氣污染（環(huán)境）．
（3）反應一段時間后，他們對試管A中溶液的金屬離子進行探究，請完成相關試題：
①提出假設：假設1：只含有Fe³⁺；
假設2：只含有Fe²⁺；
假設3：既有Fe²⁺，又有Fe³⁺．
②請設計實驗方案驗證假設3．
限選試劑：稀硫酸、KMnO₄溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H₂O₂溶液．

實驗步驟	預期現象
步驟一：用膠頭滴管取出A試管中的溶液，用水稀釋后，并分裝在試管Ⅰ、Ⅱ中備用
步驟二：檢驗Fe3+，往試管Ⅰ中，滴入幾滴KSCN溶液	溶液呈現血紅色
步驟三：檢驗Fe2+，往試管Ⅱ中，滴入少量KMnO4溶液（或先滴入幾滴稀硫酸）	紫紅色變淺或消褪

（4）已知C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，該反應體現濃硫酸的B性．
A．脫水性　       B．強氧化性　     C．吸水性
若要驗證反應產物中同時混有SO₂氣體和CO₂氣體，可選擇以下試劑進行實驗：
①NaOH溶液②品紅溶液③溴水④Ca（OH）₂溶液，選擇合適試劑并安排合理的順序為②③②④．

Answer 1

分析 （1）用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”可隨時控制反應的進行和停止；
（2）二氧化硫能使品紅褪色，具有毒性，能被氫氧化鈉吸收；
（3）①鐵與濃硫酸反應，鐵可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；
②設計實驗方案驗證假設3：須驗證Fe³⁺和Fe²⁺，Fe³⁺能氧化碘離子，Fe²⁺能還原高錳酸根離子；
（4）反應C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，濃硫酸表現強氧化性；若要驗證反應產物中同時混有SO₂氣體和CO₂氣體，先檢驗二氧化硫，再除凈二氧化硫，最后檢驗二氧化碳即可．

解答 解：（1）在加熱的條件下，當鐵絲與濃硫酸接觸時才能反應，當往上抽動鐵絲時，鐵絲與硫酸不接觸，反應停止，所以用“可抽動的鐵絲”的優(yōu)點是便于控制反應的反應，故答案為：可隨時控制反應的進行和停止；
（2）SO₂具有漂白性，品紅能被二氧化硫漂白，可用品紅溶液驗證SO₂的生成，所以能說明有SO₂氣體產生的實驗現象是品紅溶液褪色，二氧化硫具有毒性，能被氫氧化鈉吸收，故答案為：品紅溶液褪色；吸收多余的SO₂氣體，防止尾氣污染（環(huán)境）；
（3）①鐵與濃硫酸反應，鐵可能被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺；對A中溶液的金屬離子，可能有：只含有Fe³⁺；只含有Fe²⁺；
既有Fe²⁺，又有Fe³⁺，三種情況，故答案為：只含有Fe²⁺；
②設計實驗方案驗證假設3：須驗證Fe³⁺和Fe²⁺，步驟一：用膠頭滴管取A試管中的溶液，用水稀釋并分裝試管I、II備用，二價鐵離子淺綠色，三價鐵離子棕黃色，所以預期現象和結論是溶液有顏色；步驟二：往試管I中，滴加少量的KSCN溶液，溶液呈現血紅色，則說明原溶液中含有 Fe³⁺；步驟三：往試管II滴加到少量的 KMnO₄溶液，Fe²⁺能還原高錳酸根離子，若溶液褪色，則說明原溶液中含有 Fe²⁺，結合步驟二，則假設3正確，故答案為：

滴入幾滴KSCN溶液	溶液呈現血紅色
滴入少量KMnO4溶液（或先滴入幾滴稀硫酸）	紫紅色變淺或消褪

（4）反應C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O中，碳單質被濃硫酸氧化，該反應體現濃硫酸的強氧化性，故選B；若要驗證反應產物中同時混有SO₂氣體和CO₂氣體，先檢驗二氧化硫，再除凈二氧化硫，最后檢驗二氧化碳即可，選擇試劑安排合理的順序為②③②④，故答案為：B；②③②④．

點評 本題主要考查了實驗方案的設計，依據鐵與濃硫酸反應的原理是解答的關鍵，題目較難．