Question

實(shí)驗(yàn)室為探究鐵與濃硫酸的反應(yīng)，并驗(yàn)證SO₂的性質(zhì)，設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)A中導(dǎo)管a插入濃硫酸中，可使B中的溶液不發(fā)生倒吸．其原因是

 

．
（2）B中酸性KMnO₄逐漸褪色，則B中反應(yīng)的離子方程式是

 

；C中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）D裝置的作用是

 

；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需從a導(dǎo)管通入大量空氣，其目的是

 

．
（4）欲探究A裝置中反應(yīng)后鐵元素的價(jià)態(tài)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：將反應(yīng)后試管中的溶液稀釋?zhuān)�取少許溶液，滴入3～5滴

 

溶液，若溶液呈紅色，則證明含有Fe³⁺，否則不含F(xiàn)e³⁺；取少許溶液，滴入3～5滴

 

溶液，若溶液褪色，則證明含有Fe²⁺，否則不含F(xiàn)e²⁺．若實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液中只含有Fe³⁺，則A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究二氧化硫與水和品紅溶液的反應(yīng)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）B中的溶液發(fā)生倒吸，是因?yàn)锳裝置中氣體壓強(qiáng)減小，實(shí)驗(yàn)時(shí)A中導(dǎo)管a插入濃硫酸中，a導(dǎo)管起平衡氣壓的作用；
（2）SO₂通入酸性KMnO₄溶液反應(yīng)生成錳離子和硫酸；二氧化硫與硫化氫作用，能體現(xiàn)SO₂氧化性；
（3）D裝置用品紅溶液，且用加熱裝置，能驗(yàn)證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性；
（4）硫氰化鐵絡(luò)合物為血紅色，檢驗(yàn)溶液中是否含有+3價(jià)的鐵元素，可選用KSCN溶液，酸性KMnO4溶液具有氧化性，能夠氧化Fe²⁺，因此若KMnO₄溶液的紫紅色褪去或變淺說(shuō)明產(chǎn)物中含+2價(jià)的鐵元素，否則不含；加熱條件下，鐵與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，以此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）B中的溶液發(fā)生倒吸，是因?yàn)檠b置中氣體壓強(qiáng)減小，實(shí)驗(yàn)時(shí)A中導(dǎo)管a插入濃硫酸中，A裝置試管中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從導(dǎo)管a進(jìn)入A裝置，a導(dǎo)管起平衡氣壓的作用，
故答案為：A裝置試管中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從導(dǎo)管a進(jìn)入A裝置，a導(dǎo)管起平衡氣壓的作用；二氧化硫有毒，需進(jìn)行尾氣處理；
（2）SO₂通入酸性KMnO₄溶液反應(yīng)生成錳離子和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；二氧化硫通入硫化氫溶液中，SO₂硫元素化合價(jià)降低，表現(xiàn)得電子，體現(xiàn)氧化性，發(fā)生反應(yīng)SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O，
故答案為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O；
（3）SO₂能使品紅的紅色溶液變?yōu)闊o(wú)色是二氧化硫生成的亞硫酸結(jié)合有機(jī)色素形成無(wú)色物質(zhì)，體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，用酒精燈加熱，褪色的品紅恢復(fù)紅色；所以D裝置能驗(yàn)證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性，二氧化硫有毒，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需從a導(dǎo)管通入大量空氣，使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置吸收，以防止污染環(huán)境，
故答案為：驗(yàn)證二氧化硫的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性；使裝置中殘留的二氧化硫氣體完全被E裝置吸收，以防止污染環(huán)境；
（4）硫氰化鐵絡(luò)合物為血紅色，檢驗(yàn)溶液中是否含有+3價(jià)的鐵元素，可選用KSCN溶液，反應(yīng)為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
酸性KMnO4溶液具有氧化性，能夠氧化Fe²⁺，MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，因此若KMnO₄溶液的紫紅色褪去或變淺說(shuō)明產(chǎn)物中含+2價(jià)的鐵元素，否則不含，
加熱條件下，鐵與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、水和二氧化硫氣體，反應(yīng)的方程式為2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，
故答案為：KSCN；酸性KMnO₄；2Fe+6H₂SO₄（濃）

△   .

Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解與評(píng)價(jià)，掌握二氧化硫氧化性、漂白性、還原性等是解題關(guān)鍵，題目難度中等．