Question

實驗室為探究鐵與濃硫酸的反應，并驗證SO₂的性質，設計如圖所示裝置進行實驗．

請回答下列問題：
（1）實驗時A中導管a插入濃硫酸中，可使B中的溶液不發(fā)生倒吸．其原因是

 

．
（2）B中酸性KMnO₄逐漸褪色，則B中反應的離子方程式是

 

；C中反應的化學方程式是

 

．
（3）D裝置的作用是

 

；實驗結束時需從a導管通入大量空氣，其目的是

 

．
（4）欲探究A裝置中反應后鐵元素的價態(tài)，設計實驗方案如下：將反應后試管中的溶液稀釋．取少許溶液，滴入3～5滴

 

溶液，若溶液呈紅色，則證明含有Fe³⁺，否則不含F(xiàn)e³⁺；取少許溶液，滴入3～5滴

 

溶液，若溶液褪色，則證明含有Fe²⁺，否則不含F(xiàn)e²⁺．若實驗證明反應后的溶液中只含有Fe³⁺，則A中反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

考點：探究二氧化硫與水和品紅溶液的反應

專題：實驗設計題

分析：（1）B中的溶液發(fā)生倒吸，是因為A裝置中氣體壓強減小，實驗時A中導管a插入濃硫酸中，a導管起平衡氣壓的作用；
（2）SO₂通入酸性KMnO₄溶液反應生成錳離子和硫酸；二氧化硫與硫化氫作用，能體現(xiàn)SO₂氧化性；
（3）D裝置用品紅溶液，且用加熱裝置，能驗證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性；
（4）硫氰化鐵絡合物為血紅色，檢驗溶液中是否含有+3價的鐵元素，可選用KSCN溶液，酸性KMnO4溶液具有氧化性，能夠氧化Fe²⁺，因此若KMnO₄溶液的紫紅色褪去或變淺說明產(chǎn)物中含+2價的鐵元素，否則不含；加熱條件下，鐵與濃硫酸反應生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，以此書寫化學方程式；

解答： 解：（1）B中的溶液發(fā)生倒吸，是因為裝置中氣體壓強減小，實驗時A中導管a插入濃硫酸中，A裝置試管中氣體壓強減小時，空氣從導管a進入A裝置，a導管起平衡氣壓的作用，
故答案為：A裝置試管中氣體壓強減小時，空氣從導管a進入A裝置，a導管起平衡氣壓的作用；二氧化硫有毒，需進行尾氣處理；
（2）SO₂通入酸性KMnO₄溶液反應生成錳離子和硫酸，反應的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；二氧化硫通入硫化氫溶液中，SO₂硫元素化合價降低，表現(xiàn)得電子，體現(xiàn)氧化性，發(fā)生反應SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O，
故答案為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O；
（3）SO₂能使品紅的紅色溶液變?yōu)闊o色是二氧化硫生成的亞硫酸結合有機色素形成無色物質，體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，用酒精燈加熱，褪色的品紅恢復紅色；所以D裝置能驗證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性，二氧化硫有毒，實驗結束時需從a導管通入大量空氣，使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置吸收，以防止污染環(huán)境，
故答案為：驗證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性；使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置吸收，以防止污染環(huán)境；
（4）硫氰化鐵絡合物為血紅色，檢驗溶液中是否含有+3價的鐵元素，可選用KSCN溶液，反應為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
酸性KMnO4溶液具有氧化性，能夠氧化Fe²⁺，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，因此若KMnO₄溶液的紫紅色褪去或變淺說明產(chǎn)物中含+2價的鐵元素，否則不含，
加熱條件下，鐵與濃硫酸反應生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，反應的方程式為2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，
故答案為：KSCN；酸性KMnO₄；2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；

點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解與評價，掌握二氧化硫氧化性、漂白性、還原性等是解題關鍵，題目難度中等．