Question

某校化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸的反應,設計了圖1、圖2所示裝置進行實驗。

（1）能說明有SO₂氣體產生的實驗現象是                                 。
（2）圖2中導氣管e的主要作用為                                             。
（3）上述裝置中圖2中的NaOH溶液能吸收SO₂尾氣，防止污染，如將其更換為酸性KMnO₄溶液，同樣可以達到目的，試寫出酸性KMnO₄溶液與SO₂反應的化學方程式：
                                                        。
（4）對比兩套實驗裝置，不難發現圖2裝置除了能更好的吸收有毒氣體SO₂防止其污染環境外，還有一個非常明顯的優點，你認為是                                。
（5）反應一段時間后停止反應，待冷卻后用膠頭滴管吸取A試管中的溶液滴入到適量水中作為試樣，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⁺。
為確認溶液的成分，選用如下試劑：

A．稀HCl溶液

B．稀硫酸

C．KSCN溶液

D．酸性KMnO4溶液

E．NaOH溶液     F．H₂O₂溶液
試完成下列相關的實驗探究：

實驗步驟	實驗現象及結論
1、取一支潔凈的試管，滴加1-2mL的試樣溶液，再向試管中滴加幾滴KSCN溶液	（1）                         ，則說明Ⅱ成立。 （2）                         ，則說明溶液中存在Fe3+，則Ⅰ或Ⅲ成立。
2、	。

 

Answer 1

（1）B中品紅溶液褪色 （1分）
（2）停止加熱時，能防止倒吸或平衡壓強（凡合理答案均可）（2分）
（3）2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄（2分）
（4）便于控制反應的發生和停止 （2分）
（5）

實驗步驟	實驗現象及結論
1、取一支潔凈的試管，滴加1-2mL的試樣溶液，再向試管中滴加幾滴KSCN溶液	（1）如果沒有觀察到溶液顏色的明顯變化，則說明Ⅱ成立。（1分） （2）如果觀察到溶液顏色轉化為紅色，則說明溶液中存在Fe3+，則Ⅰ或Ⅲ成立。（1分）
2、 另取一支潔凈的試管，加1-2mL試樣溶液，用膠頭滴管逐滴滴加酸性KMnO4溶液 。（1分）	如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液的紫紅色褪色，則說明溶液中含有Fe2+，說明Ⅲ成立；如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液紫紅色不褪，則說明溶液中沒有Fe2+，說明Ⅰ成立。5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ +4H2O 。（2分）

 

試題分析：（1）二氧化硫的特性是使品紅溶液褪色，因此能說明有SO₂氣體產生的實驗現象是：B中品紅溶液褪色。
（2）停止加熱時，裝有鐵和濃硫酸的試管中壓強減小，有這樣一根導管能防止倒吸或平衡壓強。
（3）2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄（2分）
（4）想讓反應開始，把鐵絲推一下讓其接觸濃硫酸，想讓反應停止時，將鐵絲拉離濃硫酸，這樣便于控制反應的發生和停止
（5）鐵離子與硫氰化鉀反應可以生成血紅色的溶液，用此來檢驗三價鐵離子，二價鐵離子的檢驗是得用其還原性。亞鐵離子被高錳酸鉀氧化，然后再利用硫氰化鉀來進行確定。