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某化学兴趣小组为探究生铁与浓硫酸反应所得溶液和气体的成分[高三][化学]
收录时间:2021-07-03    答题:高三化学(季老师)

【题目】某化学兴趣小组为探究生铁与浓硫酸反应所得溶液和气体的成分,他们将一定量的生铁与浓硫酸混合加热,观察到固体完全溶解,并产生大量气体。实验室现有试剂:0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.10mol·L-1KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。

一、提出猜想

I.所得溶液中可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种:

II.所得气体中能闻到刺激性气味,说明气体中肯定含有_________(填分子式)。

二、实验探究

目的

实验操作

预期现象

结论

验证I

步骤①:取少量酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液中

a____________

含有Fe2+

步骤②:b__________

C__________________

含有Fe3+

验证II

将所得气体通入如下装置:

d__________________

含有两种或两种以上气体

 

 

三、问题讨论

(1)有人提出:若选用KSCN溶液和新制氯水就可以完成猜想I的所有探究,这种方法是否可行?_____________(填“可行”或“不可行”)原因是_____________________

(2)有人提出:试管中的气体可能是H2和X,为此设计了如下实验装置(图中夹持仪器已省略)。

气体X产生的原因是(用化学方程式表示)___________________________________

②为了验证X的存在,M中盛放的试剂为___________,并将M置于______(选填序号)。

a.A之前   b.A-B间   c.B-C间    d.C-D间

③气体中存在X的实验现象是_______________________________________

 

【答案】  SO2  溶液紫色退去  另取少量所得溶液,滴加KI和淀粉溶液  溶液变为蓝色  甲中酸性KMnO4溶液褪色,乙中酸性KMnO4溶液不褪色,试管中收集到气体  不可行  若溶液中含有Fe3+,则无法检验溶液中是否含有Fe2+  C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O  澄清石灰水  C  B中溶液不褪色,M中出现浑浊(或白色沉淀)

【解析】试题分析一、生铁与浓硫酸可能发生的反应有①Fe与浓H2SO4加热反应,有SO2生成 ②C与浓H2SO4加热反应,有CO2和SO2生成 ,③Fe与稀H2SO4反应,有H2生成;二、Fe2+具有还原性,Fe3+没有还原性;Fe3+KSCN溶液反应溶液呈血红色,Fe2+KSCN溶液不变血红色;SO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化三、若溶液中含有Fe3+,则无法检验溶液中是否含有Fe2+试管中的气体可能是H2CO2,用澄清石灰水检验CO2检验前CO2先除去SO2

解析:根据以上分析,一、II.所得气体可能有H2、CO2和SO2,其中SO2具有刺激性气味二、Fe2+具有还原性,Fe3+没有还原性,滴入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫色退去说明含有Fe2+;Fe3+KSCN溶液反应后,溶液变为血红色,滴入KSCN溶液若溶液变为血红色,则含有Fe3+;H2、CO2和SO2中能与酸性KMnO4溶液反应的只有SO2甲中酸性KMnO4溶液褪色,乙中酸性KMnO4溶液不褪色,试管中收集到气体说明一定有SO2,H2、CO2中最少有1种三、(1)只用KSCN溶液和新制氯水若溶液中含有Fe3+,则无法检验溶液中是否含有Fe2+故方案不可行。(2)①试管中的气体可能是H2CO2产生CO2的方程式是C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;②用澄清石灰水检验CO2,检验前CO2先除去SO2。M中盛放的试剂为澄清石灰水,并将M置于B-C;③若含有二氧化碳,则B中高锰酸钾溶液不褪色,M中澄清石灰水变浑浊。