Question

某興趣小組在研究性學習中設計了如下實驗來探究Fe與H₂SO₄反應的過程，裝置如下圖所示。實驗步驟：①在燒瓶中加入80% H₂SO₄；②將提拉式鐵絲插入溶液中，觀察到先有少量氣泡，后停止的現(xiàn)象；③加熱燒瓶至有較多量氣體產(chǎn)生時停止加熱，品紅試液顏色褪去燒瓶中溶液變?yōu)樽攸S色。④一段時間后KMnO₄/H⁺顏色不再變淺，但NaOH溶液中仍有氣泡逸出，在導管口處可以點燃該氣體。燒瓶中液體變?yōu)闇\綠色。根據(jù)以上實驗回答：

                  

（1）在步驟②中現(xiàn)象說明                                                  ；

（2）在步驟③中，品紅褪色的原因是                                         ；

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

（4）設計實驗證明反應后的溶液中有Fe²⁺：                                    。

Answer 1

（1）常溫下Fe在80%的H₂SO₄溶液中可以發(fā)生鈍化；（2）生成的SO₂氣體具有漂白性；

（3）Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（4）取少許所得溶液加入KSCN不變色，再加入氯水后變成紅色，說明原溶液中含有Fe²⁺（其他合理設計也給分）。

解析:

【分析預測及備考建議】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用能力�！�

【答題技巧】（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，但一會兒后即停止，說明Fe在硫酸中發(fā)生了鈍化，阻止了反應的進一步進行。（2）Fe與濃H₂SO₄反應可能是濃H₂SO₄強氧化性或是發(fā)生置換反應生成H₂，則實驗現(xiàn)象品紅溶液褪色說明產(chǎn)生的是SO₂氣體。（3）溶液變?yōu)闇\綠色說明產(chǎn)生了Fe²⁺，一種可能是Fe與H₂SO₄反應生成FeSO₄，也存在Fe³⁺離子轉(zhuǎn)化為Fe²⁺。（4）在溶液中加入KSCN溶液時，不變紅則說明無Fe³⁺，再加入氯水后溶液變紅，說明原溶液中存在Fe²⁺，被氯水氧化成Fe³⁺后使KSCN變?yōu)榧t色。