Question

【題目】某研究小組在實驗室進行硫的化合物系列實驗。

Ⅰ．驗證H2SO3的酸性比H2CO3強，甲同學設計下圖裝置。

（1）試劑X的作用是_______。

（2）當觀察到_______,即證明H2SO3的酸性比H2CO3強。

Ⅱ．研究鐵與硫酸的反應。

已知： 濃H2SO4的沸點為338.2℃。

a．乙同學設計如下表所示的實驗1、2：

實驗		試劑	現象
	1	螺旋狀鐵絲、稀硫酸	鐵絲表面有大量氣體產生。
	2	螺旋狀鐵絲、濃硫酸	鐵絲表面迅速發黑(Fe3O4)，有少量氣體產生，反應很快停止。

（3）上述實驗中，鐵絲繞成螺旋狀的目的是_______。

（4）實驗1中，鐵與稀硫酸反應的離子方程式為_______。

（5）實險2中的現象常被稱為_______。

b．丙同學設計如圖所示裝置的實驗3：

加熱試管A,溫度保持在250℃~300℃,產生大量氣體，B中品紅褪色，D處始終未檢測到可燃性氣體,實驗結束后,檢驗到A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。

（6）A中產生的氣體是_______; 請設計實驗方案檢測裝置A的溶液中含有Fe3+_______ (簡要說明操作、試劑、現象和結論)。

（7）分析實驗1、2、3，可知影響鐵和硫酸反應產物多樣性的因素有_______。

Answer 1

【答案】 檢驗SO2是否除盡 品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁 增大鐵絲與硫酸的接觸面積，加快反應速率，使反應充分進行 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 鈍化 SO2 取少量溶液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血紅色則證明有Fe3+存在 反應的溫度、反應物的濃度、反應物用量

【解析】Ⅰ． (1)由裝置圖分析可知，用酸性高錳酸鉀除去未反應的SO2，為確保進入澄清石灰水中的氣體為CO2，試劑X應該是品紅溶液，用來檢驗SO2是否除盡；

(2)當觀察到品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁，即說明SO2把CO2置換出來了，即證明H2SO3的酸性比H2CO3的強；

Ⅱ．(3)鐵絲繞成螺旋狀的目的增大鐵絲與硫酸的接觸面積，加快反應速率；

(4)實驗1中，鐵與稀硫酸反應的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑；

(5)實險2中的現象是鐵絲表面迅速發黑(Fe3O4)，說明濃硫酸具有強的氧化性，迅速在鐵的表面氧化生成致密的氧化膜，即黑色的Fe3O4，并有少量氣體產生，但反應很快停止是由于致密的氧化膜阻止了濃硫酸與鐵的進一步接觸，使反應停止了，這種現象被稱為鈍化；

(6)試管B中品紅溶液褪色，說明A中產生的氣體是SO2；檢測裝置A的溶液中含有Fe3+，可取少量該溶液，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液呈血紅色則證明有Fe3+存在；

(7)實驗1說明稀硫酸與鐵反應生成H2，實驗2說明濃硫酸在常溫下使鐵鈍化，故實驗1和實驗2比較可知，硫酸的濃度影響著鐵和硫酸反應的產物；實驗3說明濃硫酸在加熱時與鐵反應，產生大量的SO2氣體，所以實驗2和實驗3比較可得，反應的溫度影響著鐵和硫酸反應的產物；但隨著反應的進行，濃硫酸逐漸變為稀硫酸，而稀硫酸與鐵反應將產生具有可燃性的H2，可是在實驗3的D處始終未檢測到可燃性氣體，說明濃硫酸的用量非常大，由此分析反應物的濃度、反應的溫度和反應物用量都是影響鐵和硫酸反應產物多樣性的因素。