Question

17．合肥市某校化學興趣小組為探究鐵與濃硫酸反應，設計了如圖所示裝置進行實驗．
（1）已知C中盛有足量的氫氧化鈉溶液，實驗過程中，觀察到B中的品紅溶液褪色，C中發(fā)生反應的離子方程式為SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O． 一段時間后，觀察到C中有少量氣泡冒出，此氣泡的成分是H₂．
（2）用“可抽動的鐵絲”代替“直接投入鐵片”的優(yōu)點是便于控制鐵與濃硫酸的反應和停止；
（3）實驗完畢后，先熄滅酒精燈，由于導管D的存在，B中的液體不會倒吸入A中，其原因是當A中氣體壓強減小時，外界大氣壓不變，空氣從E進入A，使A中壓強平衡．
（4）反應結束后，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E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收．
（5）設計實驗檢驗反應后試管A中所得溶液里是否含有亞鐵離子，可選用的試劑為BD
A．NaOH溶液    B．鐵氰化鉀溶液     C．KSCN溶液和雙氧水     D．酸性高錳酸鉀溶液
（6）若用酸性高錳酸鉀來測定溶液中Fe²⁺的濃度，酸性高錳酸鉀溶液應裝在酸（填“酸”或“堿”）式滴定管中．若滴定前滴定管中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果是偏高（填“偏高”或“偏低”或“不變”）

Answer 1

分析 濃硫酸和Fe在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應生成硫酸Fe、二氧化硫和水，Fe能和硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，當濃硫酸達到一定濃度后變?yōu)橄×蛩�，Fe和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以看到B中溶液褪色，二氧化硫為酸性氧化物，能被堿性溶液吸收，所以C的作用是吸收二氧化硫；
（1）實驗過程中，觀察到B中的品紅溶液褪色，C中二氧化硫和NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水；二氧化硫能和NaOH反應但氫氣不反應；
（2）用“可抽動的鐵絲”代替“直接投人鐵片”可以控制反應速率；
（3）A中氣體和外界相通，能利用大氣壓平衡A中壓強；
（4）SO₂有毒，為防止SO₂污染空氣，應該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收；
（5）亞鐵離子能和鐵氰化鉀反應生成特征藍色沉淀，也能將酸性高錳酸鉀溶液還原而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（6）酸性溶液應該盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管中有氣泡，滴定后氣泡消失，會導致標準液體積偏大．

解答 解：濃硫酸和Fe在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應生成硫酸Fe、二氧化硫和水，Fe能和硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，當濃硫酸達到一定濃度后變?yōu)橄×蛩�，Fe和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以看到B中溶液褪色，二氧化硫為酸性氧化物，能被堿性溶液吸收，所以C的作用是吸收二氧化硫；
（1）二氧化硫有毒，需要用氫氧化鈉溶液吸收，二者反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；
A中開始可能發(fā)生的反應有：2Fe+6H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄，隨著反應的進行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔�鐵與稀硫酸反應產生氫氣，氫氣不和NaOH反應，所以C中逸出的氣體是H₂；
故答案為：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；H₂；
（2）將抽動的鐵絲脫離液面，反應停止，將抽動的鐵絲插入液面，反應開始，
故答案為：便于控制鐵與濃硫酸的反應和停止；
（3）當A中氣體壓強減小時，外界大氣壓不變，空氣從E進入A，使A中壓強平衡，所以B中壓強不會產生倒吸，
故答案為：當A中氣體壓強減小時，外界大氣壓不變，空氣從E進入A，使A中壓強平衡；
（4）SO₂有毒不能直接排空，為防止SO₂污染空氣，應該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收，其基本操作方法為從E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收，
故答案為：從E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收；
（5）亞鐵離子能和鐵氰化鉀反應生成特征藍色沉淀，也能將酸性高錳酸鉀溶液還原而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子和鐵氰化鉀及酸性高錳酸鉀溶液都不反應，所以可以選取鐵氰化鉀或酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，
故答案為：BD；
（6）酸性溶液應該盛放在酸式滴定管中，酸性高錳酸鉀溶液具有酸性，應該盛放在酸式滴定管中；若滴定前滴定管中有氣泡，滴定后氣泡消失，會導致標準液體積偏大，則測定結果偏高，
故答案為：酸；偏高．

點評 本題以濃硫酸和Cu反應為載體考查性質實驗方案設計，題目難度中等，明確實驗原理是解本題關鍵，側重考查學生實驗操作、分析能力，知道各個裝置目的、作用、發(fā)生的反應及實驗現象，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．