Question

（2012?茂名二模）化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應，設計了如下圖所示裝置進行實驗，回答相關問題．

（1）用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優(yōu)點是：

便于控制反應的反應和停止

．
（2）能說明有SO₂氣體產生的實驗現(xiàn)象是

品紅溶液褪色

．
（3）反應后，不需要打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應當采取的操作是

從D管口向A中大量鼓氣

．
（4）反應一段時間后，他們對A中溶液的金屬離子進行探究，請完成相關問題．
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設計實驗方案驗證假設3．在答題卡上寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論．
限選試劑及儀器：稀硫酸、KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉-KI溶液、H₂O₂溶液

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
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	溶液有顏色
步驟二：往試管I中， 滴加少量的淀粉KI溶液	若溶液變藍色，則原溶液中含有Fe3+
步驟三： 往試管II滴加到少量的KMnO4溶液	若溶液褪色（淺紅），則原溶液中含有Fe2+，結合步驟二溶液變藍，則假設3正確

Answer 1

分析：（1）在加熱的條件下，當鐵絲與濃硫酸接觸時才能反，應用“可抽動的鐵絲”的優(yōu)點是便于控制反應的反應和停止；
（2）品紅能被二氧化硫漂白，根據(jù)SO₂的漂白性分析；
（3）從D管口向裝置A中大量鼓氣，就可使裝置中殘留氣體完全被吹出；
（4）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⁺，F(xiàn)e³⁺能氧化碘離子，F(xiàn)e²⁺能還原高錳酸根離子；

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：便于控制反應的反應和停止；
（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(xiàn)象是品紅溶液褪色，故答案為：品紅溶液褪色；
（3）從D管口向裝置A中大量鼓氣，就可使裝置中殘留氣體完全被吹出，氣體被趕到從裝置BC中通過，經過B時，二氧化硫被吸收，經過C時已經完全吸收，故答案為：從D管口向A中大量鼓氣；
（4）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(xiàn)象和結論是溶液有顏色；步驟二：往試管I中，滴加少量的淀粉KI溶液，若溶液變藍色，F(xiàn)e³⁺能氧化碘離子，把碘離子氧化成單質碘，單質碘與淀粉作用顯藍色，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，F(xiàn)e²⁺能還原高錳酸根離子，若溶液褪色，則說明原溶液中含有 Fe²⁺，結合步驟二溶液變藍，則假設3正確，故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟二：滴加少量的淀粉KI溶液	若溶液變藍色，則原溶液中含有 Fe3+
步驟三：往試管II滴加到少量的 KMnO4溶液	若溶液褪色（淺紅），則原溶液中含有 Fe2+，結合步驟二溶液變藍，則假設3正確

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