Question

【題目】鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。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(shí)，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體,同時(shí)得到淺綠色酸性溶液。為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置驗(yàn)證所產(chǎn)生的氣體(夾持裝置省略)并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。

(1)①若裝置A中的試管不加熱，則沒有明顯現(xiàn)象，原因是____________。

②證明有SO2 生成的現(xiàn)象是_____；為了證明氣體中含有氫氣，裝置B和C中加入的試劑分別為X、CuSO4，請(qǐng)寫出裝置B處反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。

(2)取裝置A試管中的溶液6mL，加入適量氯水恰好反應(yīng)，再加入過量的KI溶液后，分別取2mL此溶液于3支小試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

①第一支試管中加入1mLCCl4，充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色；

②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍(lán)色沉淀；

③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。

實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是________________(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有____(填離子符號(hào)),由此可以證明該離子與I-發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為_______。

(3)向盛有H202溶液的試管中加入幾滴裝置A試管中的溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是________________；生成沉淀的原因是_______________ (用平衡移動(dòng)原理解釋)。

Answer 1

【答案】 常溫下，鐵的表面被濃硫酸氧化為致密的氧化物薄膜,阻止了濃硫酸與內(nèi)層的鐵進(jìn)一步反應(yīng) 酸性高錳酸鉀溶液褪色 CuO+H2Cu+H2O Fe2+ Fe3+ 可逆反應(yīng) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+是H2O2分解的催化劑,使H2O2 分解產(chǎn)生O2 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,反應(yīng)消耗H+使c(H+)降低，且H2O2 分解反應(yīng)放熱，促使水解平衡正向移動(dòng),產(chǎn)生較多Fe(OH)3，聚集形成沉淀

【解析】（1）①A為鐵與濃硫酸反應(yīng)裝置，常溫下，鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化，即：鐵的表面被濃硫酸氧化為致密的氧化物薄膜，阻止了濃硫酸與內(nèi)層的鐵進(jìn)一步反應(yīng)，所以裝置A中的試管不加熱，則沒有明顯現(xiàn)象。②SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以證明有SO2生成的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液褪色；由C中盛有硫酸銅，可判斷出證明氣體中含有氫氣的方法是：裝置B和C中加入的試劑分別為CuO、CuSO4，若含有H2，H2可把CuO還原為Cu，生成的H2O能與CuSO4反應(yīng)生成藍(lán)色的CuSO45H2O，B處反應(yīng)化學(xué)方程式為：CuO+H2Cu+H2O。

（2）根據(jù)檢驗(yàn)Fe2+方法，加入K3[Fe(CN)6]，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀則有Fe2+，故實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是：Fe2+；I2易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，實(shí)驗(yàn)①說明I-被氧化成I2，F(xiàn)e3+遇KSCN溶液顯紅色，實(shí)驗(yàn)③說明在I-過量的情況下溶液中仍有Fe3+，所以由實(shí)驗(yàn)①和③可以證明Fe3+與I-發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，但并沒有反應(yīng)完全，存在反應(yīng)限度，因此該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

（3）A試管中的溶液含有Fe2+，向盛有H202溶液的試管中加入幾滴裝置A試管中的溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+，F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色，反應(yīng)的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；生成的Fe3+對(duì)雙氧水起催化作用，雙氧水分解產(chǎn)生氧氣并放熱，促進(jìn)了Fe3+水解平衡正向移動(dòng)，產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，所以一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。