Question

8．某興趣小組的同學發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸混合加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體．為此他們設(shè)計了如下裝置檢驗所產(chǎn)生的氣體．（提示：2Fe+6H₂SO₄（熱、濃）=Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，E中為黑色粉末）

（1）填寫裝置的作用：B防止倒吸，G防止空氣中的H₂O進入F．
（2）證明有SO₂生成的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺．
（3）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象是：E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F(xiàn)中白色粉末變成藍色．如果去掉裝置D，還能否根據(jù)F中的現(xiàn)象判斷氣體中有氫氣？不能（填“能”或“不能”），原因是因為混合氣體中可能含H₂O，會干擾H₂的檢驗．
（4）反應后A的溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，檢驗其中的Fe²⁺的方法是取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺．

Answer 1

分析 加熱條件下，鐵和濃硫酸反應生成二氧化硫氣體，稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，二氧化硫能使品紅溶液褪色，可以用品紅溶液檢驗，且二氧化硫具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，根據(jù)元素守恒分析生成的氣體中是否含有氫氣；
（1）有緩沖裝置的能防止倒吸；空氣中含有水蒸氣，能干擾水蒸氣的檢驗；
（2）二氧化硫具有還原性，能將酸性高錳酸鉀溶液還原而使其褪色；
（3）氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物生成水蒸氣，同時生成金屬單質(zhì)；
（4）亞鐵離子具有還原性，能將酸性高錳酸鉀溶液還原而使其褪色．

解答 解：加熱條件下，鐵和濃硫酸反應生成二氧化硫氣體，稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，二氧化硫能使品紅溶液褪色，可以用品紅溶液檢驗，且二氧化硫具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；氫氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，根據(jù)元素守恒分析生成的氣體中是否含有氫氣；
（1）B裝置有緩沖作用，能防止倒吸；氣具有還原性，能還原部分金屬氧化物生成水，水可以用無水硫酸銅檢驗，根據(jù)無水硫酸銅是否變色確定生成的氣體中是否含有氫氣，空氣中含有水蒸氣，能干擾實驗，所以G的作用是吸收空氣中水蒸氣，防止干擾實驗，
故答案為：防止倒吸；防止空氣中的H₂O進入F；
（2）二氧化硫具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以C中看到的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺，故答案為：酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺；
（3）氫氣能還原黑色的氧化銅生成紅色Cu，且生成的水蒸氣能使無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色，如果E中黑色變?yōu)榧t色、F中白色粉末變?yōu)樗{色，根據(jù)元素守恒知，生成的氣體中含有氫氣；
如果去掉D裝置，混合氣體中可能含有水蒸氣，從而干擾實驗；
故答案為：E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F(xiàn)中白色粉末變成藍色；不能；因為混合氣體中可能含H₂O，會干擾H₂的檢驗；
（4）亞鐵離子具有還原性，能將酸性高錳酸鉀溶液還原而使其褪色，其檢驗方法是：取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺，
故答案為：取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺．

點評 本題以濃硫酸和鐵的反應為載體考查性質(zhì)實驗方案設(shè)計，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，知道每個裝置的作用，知道氣體檢驗先后順序，排除干擾因素，同時考查學生思維的縝密性及操作規(guī)范性，題目難度中等．