Question

某興趣小組在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)探究Fe與H₂SO₄反應(yīng)的過(guò)程，裝置如下圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟：①在燒瓶中加入80% H₂SO₄；②將提拉式鐵絲插入溶液中，觀察到先有少量氣泡，后停止的現(xiàn)象；③加熱燒瓶至有較多量氣體產(chǎn)生時(shí)停止加熱，品紅試液顏色褪去燒瓶中溶液變?yōu)樽攸S色。④一段時(shí)間后KMnO₄/H⁺顏色不再變淺，但NaOH溶液中仍有氣泡逸出，在導(dǎo)管口處可以點(diǎn)燃該氣體。燒瓶中液體變?yōu)闇\綠色。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)回答：

                  

（1）在步驟②中現(xiàn)象說(shuō)明                                                  ；

（2）在步驟③中，品紅褪色的原因是                                         ；

(3)寫出步驟④中，使溶液變?yōu)闇\綠色的可能原因（用離子方程式表示）                         ；                                            ；

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液中有Fe²⁺：                                    。

Answer 1

（1）常溫下Fe在80%的H₂SO₄溶液中可以發(fā)生鈍化；（2）生成的SO₂氣體具有漂白性；

（3）Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（4）取少許所得溶液加入KSCN不變色，再加入氯水后變成紅色，說(shuō)明原溶液中含有Fe²⁺（其他合理設(shè)計(jì)也給分）。

解析:

【分析預(yù)測(cè)及備考建議】考試大綱中明確規(guī)定學(xué)生必須有“觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論的能力”，“能將實(shí)驗(yàn)問(wèn)題（題設(shè)情境）分解，找出解答的關(guān)鍵。運(yùn)用自己儲(chǔ)存的知識(shí)，將它們分解、遷移、重組，使問(wèn)題得到解決的應(yīng)用能力。”

【答題技巧】（1）常溫下將Fe絲插入硫酸中會(huì)有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)，但一會(huì)兒后即停止，說(shuō)明Fe在硫酸中發(fā)生了鈍化，阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。（2）Fe與濃H₂SO₄反應(yīng)可能是濃H₂SO₄強(qiáng)氧化性或是發(fā)生置換反應(yīng)生成H₂，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象品紅溶液褪色說(shuō)明產(chǎn)生的是SO₂氣體。（3）溶液變?yōu)闇\綠色說(shuō)明產(chǎn)生了Fe²⁺，一種可能是Fe與H₂SO₄反應(yīng)生成FeSO₄，也存在Fe³⁺離子轉(zhuǎn)化為Fe²⁺。（4）在溶液中加入KSCN溶液時(shí)，不變紅則說(shuō)明無(wú)Fe³⁺，再加入氯水后溶液變紅，說(shuō)明原溶液中存在Fe²⁺，被氯水氧化成Fe³⁺后使KSCN變?yōu)榧t色。