Question

【題目】某化學興趣小組為探究生鐵與濃硫酸反應所得溶液和氣體的成分，他們將一定量的生鐵與濃硫酸混合加熱，觀察到固體完全溶解，并產生大量氣體。實驗室現有試劑：0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.10mol·L-1KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸餾水。

一、提出猜想

I.所得溶液中可能含有Fe2+和Fe3+中的一種或兩種：

II．所得氣體中能聞到刺激性氣味，說明氣體中肯定含有_________（填分子式）。

二、實驗探究

目的	實驗操作	預期現象	結論
驗證I	步驟①：取少量酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液中	a____________	含有Fe2+
	步驟②：b__________	C__________________	含有Fe3+
驗證II	將所得氣體通入如下裝置：	d__________________	含有兩種或兩種以上氣體

三、問題討論

（1）有人提出：若選用KSCN溶液和新制氯水就可以完成猜想I的所有探究，這種方法是否可行？_____________（填“可行”或“不可行”）原因是_____________________。

（2）有人提出：試管中的氣體可能是H2和X，為此設計了如下實驗裝置（圖中夾持儀器已省略）。

氣體X產生的原因是（用化學方程式表示）___________________________________。

②為了驗證X的存在，M中盛放的試劑為___________，并將M置于______（選填序號）。

a.A之前 b.A-B間 c.B-C間 d.C-D間

③氣體中存在X的實驗現象是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 SO2 溶液紫色退去 另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液 溶液變為藍色 甲中酸性KMnO4溶液褪色，乙中酸性KMnO4溶液不褪色，試管中收集到氣體 不可行 若溶液中含有Fe3+，則無法檢驗溶液中是否含有Fe2+ C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O 澄清石灰水 C B中溶液不褪色，M中出現渾濁（或白色沉淀）

【解析】試題分析：一、生鐵與濃硫酸可能發生的反應有①Fe與濃H2SO4加熱反應，有SO2生成 ②C與濃H2SO4加熱反應，有CO2和SO2生成，③Fe與稀H2SO4反應，有H2生成；二、Fe2+具有還原性，Fe3+沒有還原性；Fe3+與KSCN溶液反應，溶液呈血紅色，Fe2+遇KSCN溶液不變血紅色；SO2具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。三、若溶液中含有Fe3+，則無法檢驗溶液中是否含有Fe2+；試管中的氣體可能是H2和CO2，用澄清石灰水檢驗CO2，檢驗前CO2先除去SO2。

解析：根據以上分析，一、II．所得氣體可能有H2、CO2和SO2，其中SO2具有刺激性氣味。二、Fe2+具有還原性，Fe3+沒有還原性，滴入酸性高錳酸鉀溶液，溶液紫色退去，說明含有Fe2+；Fe3+與KSCN溶液反應后，溶液變為血紅色，滴入KSCN溶液，若溶液變為血紅色，則含有Fe3+；H2、CO2和SO2中能與酸性KMnO4溶液反應的只有SO2，甲中酸性KMnO4溶液褪色，乙中酸性KMnO4溶液不褪色，試管中收集到氣體，說明一定有SO2，H2、CO2中最少有1種；三、（1）只用KSCN溶液和新制氯水，若溶液中含有Fe3+，則無法檢驗溶液中是否含有Fe2+，故方案不可行。（2）①試管中的氣體可能是H2和CO2，產生CO2的方程式是C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O；②用澄清石灰水檢驗CO2，檢驗前CO2先除去SO2。M中盛放的試劑為澄清石灰水，并將M置于B-C間；③若含有二氧化碳，則B中高錳酸鉀溶液不褪色，M中澄清石灰水變渾濁。