Question

某興趣小組的同學發現將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產生大量氣體．為此，他們設計了如下裝置驗證所產生的氣體．

（1）填寫裝置的作用：B

防止倒吸

，C

驗證有SO₂生成，同時除去SO₂

，G

防止空氣中的H₂O進入F

．
（2）先點燃

A

處酒精燈（填“A”或“E”），點燃E處酒精燈前一步操作

檢驗氫氣的純度

．
（3）證明有SO₂生成的現象是

酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺

．
（4）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現象是：

E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F中白色粉末變成藍色

．如果去掉裝置D，還能否根據F中的現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

．
（5）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：（1）熄滅A裝置中酒精燈時，會造成倒吸；酸性高錳酸鉀溶液能和二氧化硫發生反應而褪色；空氣中的H₂O會進入F產生影響；
（2）A裝置中酒精燈的作用是使濃硫酸和鐵反應生成二氧化硫，氫氣和氧化銅的反應中要檢驗氫氣的純度，否則后產生安全事故；      
（3）二氧化硫能和酸性高錳酸鉀溶液反應而使其褪色；
（4）氫氣和氧化銅反應生成銅單質，水能使無水硫酸銅變藍，加熱時水會蒸發而導致產生的氣體中含有水蒸氣，從而造成干擾；
（5）亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色．

解答：解：（1）熄滅A裝置中酒精燈時，A裝置中氣體冷卻壓強減小，C裝置中溶液易進入A試管中產生倒吸現象，所以B裝置的作用是防止倒吸；酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性，二氧化硫能和酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應而使其褪色，所以酸性高錳酸鉀的作用是：驗證有SO₂生成，同時除去SO₂；空氣中含有水蒸氣，如果沒有G裝置，水蒸氣進入F裝置干擾實驗，所以G的作用是：防止空氣中的H₂O進入F，
故答案為：防止倒吸；驗證有SO₂生成，同時除去SO₂；防止空氣中的H₂O進入F；
（2）A裝置的目的是制取氣體，E裝置的目的是檢驗生成的氣體，所以先點燃A處酒精燈；氫氣是可燃性氣體，在一定范圍內易產生爆炸，為防止安全事故產生所以點燃E處酒精燈前一步操作是：檢驗氫氣的純度，
故答案為：A；檢驗氫氣的純度；     
（3）二氧化硫有還原性，酸性高錳酸鉀有強氧化性，二者能發生氧化還原反應而使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；
（4）生成的氣體經洗氣和干燥后剩余的氣體就是氫氣，氫氣有還原性能和氧化銅在加熱條件下發生置換反應生成銅單質，生成的水遇無水硫酸銅時白色固體變藍色，所以證明含有氫氣的現象是：E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F中白色粉末變成藍色；制取的氣體中含有水蒸氣，如果去掉D裝置，會干擾H₂的檢驗，所以不能，
故答案為：E中黑色（CuO）變成紅色（Cu），F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；
（5）酸性高錳酸鉀有強氧化性，能氧化二氧化硫而使其褪色，所以檢驗亞鐵離子的方法是：取A的溶液，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紅色褪去，證明有Fe²⁺，
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：本題考查了常見氣體的制備原理及其性質，難度不大，明確二氧化硫的性質是解本題的關鍵，注意亞鐵離子、鐵離子的檢驗方法是高考的熱點，是學習的重點．