Question

16．甲乙兩實驗小組同學對鐵及其化合物的性質進行如下探究：
I．甲組同學利用如圖裝置探究過量鐵粉與濃H₂SO₄反應產生的氣體成分．

（1）組裝好實驗儀器后，接下來的實驗操作是檢查裝罝的氣密性；
（2）B中觀察到品紅溶液褪色，D中收集到VmL水，說明A中反應產生氣體的成分是SO₂和H₂．
II．乙組同學對反應后圓底燒瓶溶液中所含金屬離子進行探究．
（3）鐵與濃H₂SO₄的反應過程中必有Fe³⁺生成．取適量反應后的溶液，加入少量KSCN溶液，不變紅色．原因是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（用離子方程式表示）．
（4）取適量反應后的溶液，加人少量酸性高錳酸鉀溶液，溶液褪色．該反應原理的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
（5）取少量反應后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈現血紅色，繼續(xù)滴加過量新制氯水，紅色褪去．
①分析其可能的原因是：
A．溶液中Fe³⁺被氧化成更髙價；
B．溶液中SCN^-被氧化；
C．溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化．
②請選用下列合適的化學試劑，驗證結論A是否正確．
0．lmol/L FeCl₃溶液、lmol/L FeCl₂溶液、KSCN溶液、新制氯水、一定濃度的H₂O₂溶液．
操作、現象及相關結論為在已褪色的溶液中取出溶液少許于另一試管中，再加入適量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液紅色復原，則結論A正確，反之亦然．

Answer 1

分析 甲乙兩實驗小組同學對鐵及其化合物的性質進行如下探究：
I．（1）裝置組裝后發(fā)生反應除雜、排水量氣法測定氣體體積，需要氣密性完好；
（2）B中觀察到品紅溶液褪色說明生成氣體中含二氧化硫，D中收集到VmL水，說明生成的氣體可能含氫氣；
II．乙組同學對反應后圓底燒瓶溶液中所含金屬離子進行探究，
（3）鐵與濃H₂SO₄的反應過程中必有Fe³⁺生成，取適量反應后的溶液，加入少量KSCN溶液，不變紅色，說明是鐵過量和硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵；
（4）取適量反應后的溶液，加人少量酸性高錳酸鉀溶液，溶液褪色說明亞鐵離子被高錳酸鉀溶液氧化；
（5）取少量反應后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈現血紅色，繼續(xù)滴加過量新制氯水，紅色褪去，可能存在的情況是溶液中Fe³⁺被氧化程更高價態(tài)的鐵、溶液中SCN^-被氧化或溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化，可用試劑的反滴加法檢驗．

解答 解：（1）裝置組裝后發(fā)生反應除雜、排水量氣法測定氣體體積，需要氣密性完好，組裝好實驗儀器后，接下來的實驗操作是檢查裝罝的氣密性，
故答案為：檢查裝罝的氣密性；
（2）濃硫酸和過量的鐵在加熱條件下反應生成硫酸亞鐵和二氧化硫氣體，隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸降低，稀硫酸和鐵反應生成氫氣，
故答案為：SO₂及H₂；
（3）鐵與濃H₂SO₄的反應過程中必有Fe³⁺生成．取適量反應后的溶液，加入少量KSCN溶液，不變紅色．原因是鐵過量，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）取適量反應后的溶液，加人少量酸性高錳酸鉀溶液，溶液褪色是亞鐵離子被高錳酸鉀溶液氧化，該反應原理的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（5）取少量反應后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈現血紅色，繼續(xù)滴加過量新制氯水，紅色褪去，
①取少量反應后的溶液，先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，呈現血紅色，繼續(xù)滴加過量新制氯水，紅色褪去，可能存在的情況是溶液中Fe³⁺被氧化成更高價態(tài)的鐵、溶液中SCN^-被氧化或溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化，
故答案為：溶液中SCN^-被氧化；溶液中Fe³⁺及SCN^-均被氧化；
②如果是溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)，可再加FeCl₃溶液，在已褪色的溶液中取出溶液少許于另一試管中，再加入適量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液紅色復原，則結論A正確；反之亦然，
故答案為：在已褪色的溶液中取出溶液少許于另一試管中，再加入適量的1mol/L的FeCl₃溶液；如果溶液紅色復原，則結論A正確，反之亦然．

點評 本題考查物質的性質實驗探究和混合物的計算，為高考常見題型，側重于學生的分析、實驗和計算能力的考查，注意把握實驗的方法和端值法的計算的思路，難度中等．