Question

鐵在冷的濃硫酸中能發(fā)生鈍化。某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時(shí)，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有下列試劑： 0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸餾水。請(qǐng)你協(xié)助他們探究所得溶液和氣體的成分。

【提出猜想】

Ⅰ．所得溶液中的金屬離子可能含有Fe^2＋和Fe^3＋中的一種或兩種；

Ⅱ．所得氣體中可能含有  ▲  中的一種或兩種。

【實(shí)驗(yàn)探究】

	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)  論
驗(yàn)證猜想Ⅰ	步驟①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液	▲	▲
	步驟②：  ▲	▲	含有Fe3＋
驗(yàn)證猜想Ⅱ	將所得氣體通入如下裝置	▲	含有兩種氣體

【問(wèn)題討論】

有同學(xué)提出，若另外選用KSCN溶液，則僅利用KSCN和H₂O₂兩種溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，請(qǐng)對(duì)該觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：  ▲  。

Answer 1

提出猜想 SO₂、H₂

實(shí)驗(yàn)探究

猜想Ⅰ

步驟① 溶液紫紅色褪去  含有Fe^2＋

步驟② 另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液  溶液變?yōu)樗{(lán)色

猜想Ⅱ

甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液顏色不變，試管中收集到氣體

【問(wèn)題討論】

不正確。若溶液中含有Fe^3＋則無(wú)法檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe^2＋

解析:

本題是一條綜合性較強(qiáng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題，題目以對(duì)加熱條件下鐵與濃硫酸反應(yīng)所得溶液和氣體的成分探究為情景素材，考查學(xué)生提出猜想以及對(duì)探究方案、探究過(guò)程、探究結(jié)論等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，能準(zhǔn)確地表述探究結(jié)果，并應(yīng)用探究結(jié)果解決相關(guān)問(wèn)題的能力。

加熱條件下鐵與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)原理，可以根據(jù)銅與濃硫酸反應(yīng)的原理遷移，其產(chǎn)物有硫酸鐵和二氧化硫；同時(shí)注意到隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度變稀，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣。猜想Ⅰ實(shí)際是Fe^3＋、Fe^2＋的檢驗(yàn)，因?yàn)榻o出的結(jié)論中兩種氣體均有，所以一定含有Fe^2＋。猜想Ⅱ是SO₂、H₂的檢驗(yàn)，但要注意試劑、操作和裝置對(duì)檢驗(yàn)方法的限制，例如H₂的檢驗(yàn)不能采用爆鳴實(shí)驗(yàn)。教材中Fe^2＋的檢驗(yàn)采用的試劑是KSCN溶液和氯水，但該方法在有Fe^3＋的檢驗(yàn)存在的條件下不能使用。