Question

某興趣小組在研究性學習中設(shè)計了如下實驗來探究Fe和H₂SO₄反應(yīng)的過程，裝置如下圖所示．

①在燒瓶中加入濃硫酸．
②將提拉式鐵絲插入溶液中，觀察到有少量氣泡，后停止的現(xiàn)象．
③加熱燒瓶至有大量氣體產(chǎn)生時停止加熱，品紅溶液顏色褪去，燒瓶中溶液變?yōu)樽攸S色．
④一段時間后KMnO₄溶液顏色不再變淺，但NaOH 溶液中仍有氣體放出，在導(dǎo)管口處可點燃此氣體，燒瓶中液體變?yōu)闇\綠色
根據(jù)以上實驗回答：
（1）由步驟②的現(xiàn)象可得出的結(jié)論是：

在常溫下鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化

（2）在步驟③中，品紅溶液褪色的原因是

生成的二氧化硫具有漂白性

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

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（4）若1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9KJ熱量，則氫氣的燃燒熱的熱化學方程式是：

H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol

（5）若在反應(yīng)中鐵絲質(zhì)量減少a克，并收集到bL可燃性氣體（標準狀況下假設(shè)無體積損失），則在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的使品紅溶液褪色的氣體的質(zhì)量是

64（

a

56

-

b

22.4

）g

（用含a、b數(shù)學表達式表示）

Answer 1

分析：（1）在常溫下鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化；
（2）根據(jù)二氧化硫具有漂白性的知識來回答；
（3）金屬鐵可以和稀硫酸反應(yīng)還可以和三價鐵反應(yīng)；
（4）根據(jù)熱化學方程式的書寫方法來書寫；
（5）根據(jù)化學方程式進行計算．

解答：解：（1）常溫下將Fe絲插入硫酸中會有氣泡產(chǎn)生，說明發(fā)生了反應(yīng)，但一會兒后即停止，說明Fe在硫酸中發(fā)生了鈍化，阻止了反應(yīng)的進一步進行，
故答案為：在常溫下鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化；
（2）Fe與濃H₂SO₄反應(yīng)可能是濃H₂SO₄強氧化性或是發(fā)生置換反應(yīng)生成H₂，則實驗現(xiàn)象品紅溶液褪色說明產(chǎn)生的是SO₂氣體，故答案為：生成的二氧化硫具有漂白性；
（3）溶液變?yōu)闇\綠色說明產(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⁺，故答案為：Fe+2 H⁺=Fe²⁺+H₂，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9KJ熱量，則2g氫氣即1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出285.8KJ的熱量，故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol；
（5）收集到bL可燃性氣體氫氣，根據(jù)化學方程式Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂可以知道消耗金屬鐵的物質(zhì)的量為

b

22.4

mol，則和三價鐵反應(yīng)消耗金屬鐵的物質(zhì)的量為（

a

56

-

b

22.4

）mol，該物質(zhì)的量和生成二氧化硫的量相等，所以生成二氧化硫的質(zhì)量為64（

a

56

-

b

22.4

）g，故答案為：64（

a

56

-

b

22.4

）．

點評：考試大綱中明確規(guī)定學生必須有“觀察記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果和處理實驗數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論的能力”，“能將實驗問題（題設(shè)情境）分解，找出解答的關(guān)鍵，運用自己儲存的知識，將它們分解、遷移、重組，使問題得到解決的應(yīng)用能力．”該題目正是涉及了考綱的該項要求．