Question

【題目】為了探究鐵與氯氣的反應，某同學甲設計了如下的實驗方案。其實驗裝置為：

其實驗步驟為：

(1)用注射器吸取20 mL左右的氯氣。

(2)在硬質玻璃管內加入一定量的細鐵絲，一支試管內加入硫氰化鉀溶液，另一支試管中加入氫氧化鈉溶液。按圖所示連接實驗裝置，并固定在鐵架臺上。經檢驗裝置不漏氣。

(3)加熱硬質玻璃管內鐵絲約1 min，然后把注射器中的氯氣注入到硬質玻璃管內，觀察實驗現象。可觀察到的主要現象是____________， ____________。

(4)氫氧化鈉溶液的作用是_____________。

(5)某同學將一小塊生銹的鐵片完全溶于適量的鹽酸，對所得溶液中是含有Fe2+還是含有Fe3+，同學們提出不同看法。有一位同學提出：可能只有Fe2+而無Fe3+。你認為他的猜想可能嗎？_________ 。請自選藥品設計實驗驗證他的猜想(寫出操作、現象和結論)____________。

Answer 1

【答案】鐵絲劇烈燃燒 產生棕黃色的煙 吸收尾氣Cl2，防止污染環境 可能 取所得溶液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液顏色無明顯變化，則可證明溶液中無Fe3+，只有Fe2+

【解析】

為了探究鐵與氯氣的反應，將注射器中的氯氣推入裝有細鐵絲的硬質玻璃管中，在加熱條件下發生反應生成棕黃色的FeCl3，FeCl3沸點比較低，可能會進入裝有硫氰化鉀溶液的試管中，使溶液變紅，過量的氯氣進入氫氧化鈉溶液中，被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染環境。

(5)一小塊生銹的鐵片完全溶于適量的鹽酸，鐵銹的主要成分是Fe2O3，和鹽酸反應生成FeCl3，鐵可以和FeCl3反應生成FeCl2，剩余的鐵和鹽酸反應也可以得到FeCl2，溶液中可能既有Fe2+，也有Fe3+，也可能只含Fe2+，Fe3+可以用KSCN溶液檢驗。

(3)在加熱條件下，鐵和氯氣劇烈反應生成棕黃色（或棕褐色）的FeCl3，可觀察到的主要現象是鐵絲劇烈燃燒，產生棕黃色的煙。

(4)氫氧化鈉溶液的作用是吸收尾氣Cl2，防止污染環境，發生的反應為：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。故答案為：吸收尾氣Cl2，防止污染環境。

(5)由以上分析可知，生銹的鐵片完全溶于適量的鹽酸，所得溶液中可能既含有Fe2+，又含有Fe3+；若鐵銹比較少，生成的Fe3+比較少，里面的鐵會把生成的Fe3+全部還原為Fe2+，所以也可能只含有Fe2+。若要證明只有Fe2+而無Fe3+，只需檢驗無Fe3+即可，若無Fe3+，則鐵元素只能Fe2+以的形式存在。可以用KSCN檢驗Fe3+。故答案為：可能；取所得溶液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液顏色無明顯變化，則可證明溶液中無Fe3+，只有Fe2+。