Question

某研究性學(xué)習(xí)小組按下圖所示裝置設(shè)計實(shí)驗(yàn)，其中C中裝的是酸性高錳酸鉀溶液，D中為品紅溶液，E中為濃硫酸。請你完成下列實(shí)驗(yàn)報告，并回答一些問題。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯胯F與濃硫酸的反應(yīng)。
二、實(shí)驗(yàn)藥品：鐵釘、濃硫酸、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、氧化銅和硫酸銅溶液。
三、實(shí)驗(yàn)步驟：

四、回答下列問題：
（1）盛放藥品前，檢驗(yàn)裝置氣密性的操作方法和現(xiàn)象是______________。
（2）裝置A中放入有關(guān)藥品后，打開活塞K，將分液漏斗中的液體加入到燒瓶中，關(guān)閉分液漏斗上的活塞，點(diǎn)燃酒精燈，燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
（3）裝置G燒杯中盛放的液體是____，其作用是______________。
（4）裝置B的作用是貯存多余的二氧化硫，防止其污染環(huán)境，則B中盛放的液體是______________。
A.水
B.濃溴水
C.酸性高錳酸鉀溶液
D.飽和亞硫酸氫鈉溶液
五、問題探究：
在實(shí)驗(yàn)過程中，該組同學(xué)觀察到裝置C中溶液的顏色逐漸變淺，裝置D中溶液顏色未見明顯變化，又過一段時間后，裝置F中氧化銅粉末由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，G燒杯中逐漸冒出氣泡，此時裝置D中溶液顏色仍未見明顯變化。
（1）裝置F中氧化銅粉末由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色的原因是___________。
（2）為了驗(yàn)證鐵釘與濃硫酸在不加熱時是否發(fā)生鈍化，可采取的方法是_________。

Answer 1

三、②鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化，阻止了鐵與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng) ③加熱使鐵表面的氧化物薄膜被破壞并發(fā)生反應(yīng)，溶液中有鐵離子生成，并伴隨有二氧化硫氣體產(chǎn)生
四、（1）將裝置G中導(dǎo)管口浸沒在水面以下，關(guān)閉分液漏斗活塞，打開活塞K，微熱裝置A，裝置G中導(dǎo)管內(nèi)有氣泡冒出；關(guān)閉K，裝置B長頸漏斗中液面上升（B瓶中液面下降），說明裝置不漏氣
（2）2Fe+6H₂SO₄（濃）Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O
（3）堿液；防止多余的二氧化硫逸出污染環(huán)境
（4）D
五、（1）裝置A中濃硫酸在加熱條件下與鐵反應(yīng)逐漸變?yōu)橄×蛩幔�此時發(fā)生反應(yīng)：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，生成的H₂經(jīng)過F裝置還原氧化銅：H₂+CuOCu+H₂O
（2）將鐵釘放置在冷的濃硫酸中浸泡一段時間后，取出鐵釘置于硫酸銅溶液中，觀察鐵釘表面是否有紅色物質(zhì)析出，若析出紅色物質(zhì)，則表明在不加熱條件下鐵在濃硫酸中沒有發(fā)生鈍化，否則，鐵在濃硫酸中發(fā)生了鈍化

【試題分析】
本題是一道關(guān)于濃硫酸與鐵反應(yīng)的探究性實(shí)驗(yàn)題。鐵在冷的濃硫酸中能發(fā)生鈍化，加熱時能被濃硫酸氧化，反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫在水中的溶解度較大（1∶40），能被溴水或酸性高錳酸鉀溶液氧化。裝置B的作用是用排液法收集二氧化硫，而不是除去剩余的二氧化硫，應(yīng)選用飽和亞硫酸氫鈉溶液，不能選用溴水或酸性高錳酸鉀溶液。裝置C用來除去二氧化硫，裝置D用來檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，裝置E用于吸收水蒸氣。
實(shí)驗(yàn)過程中裝置D內(nèi)的品紅溶液未見明顯褪色，說明沒有SO₂進(jìn)入有氧化銅存在的玻璃管，使氧化銅還原的氣體只能是氫氣，聯(lián)想隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成H₂。驗(yàn)證鐵釘和濃硫酸在不加熱時是否發(fā)生鈍化，可從以下角度考慮：在不加熱的條件下，先把鐵釘投入到濃硫酸中，然后再把該鐵釘取出投入到硫酸銅溶液中，如果發(fā)生鈍化，鐵釘將不與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，反之，鐵釘應(yīng)能與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成紅色的銅，可根據(jù)上述分析設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。