Question

【題目】鐵及其化合物在生產、生活中有著廣泛的應用。某興趣小組的同學發現將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產生大量氣體,同時得到淺綠色酸性溶液。為此，他們設計了如下裝置驗證所產生的氣體(夾持裝置省略)并進行有關實驗。

(1)①若裝置A中的試管不加熱，則沒有明顯現象，原因是____________。

②證明有SO2 生成的現象是_____；為了證明氣體中含有氫氣，裝置B和C中加入的試劑分別為X、CuSO4，請寫出裝置B處反應的化學方程式________________。

(2)取裝置A試管中的溶液6mL，加入適量氯水恰好反應，再加入過量的KI溶液后，分別取2mL此溶液于3支小試管中進行如下實驗:

①第一支試管中加入1mLCCl4，充分振蕩、靜置，CCl4層呈紫色；

②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍色沉淀；

③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。

實驗②檢驗的離子是________________(填離子符號)；實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有____(填離子符號),由此可以證明該離子與I-發生的氧化還原反應為_______。

(3)向盛有H202溶液的試管中加入幾滴裝置A試管中的溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為_________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是________________；生成沉淀的原因是_______________ (用平衡移動原理解釋)。

Answer 1

【答案】 常溫下，鐵的表面被濃硫酸氧化為致密的氧化物薄膜,阻止了濃硫酸與內層的鐵進一步反應 酸性高錳酸鉀溶液褪色 CuO+H2Cu+H2O Fe2+ Fe3+ 可逆反應 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 反應產生的Fe3+是H2O2分解的催化劑,使H2O2 分解產生O2 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,反應消耗H+使c(H+)降低，且H2O2 分解反應放熱，促使水解平衡正向移動,產生較多Fe(OH)3，聚集形成沉淀

【解析】（1）①A為鐵與濃硫酸反應裝置，常溫下，鐵遇濃硫酸發生鈍化，即：鐵的表面被濃硫酸氧化為致密的氧化物薄膜，阻止了濃硫酸與內層的鐵進一步反應，所以裝置A中的試管不加熱，則沒有明顯現象。②SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以證明有SO2生成的現象是酸性高錳酸鉀溶液褪色；由C中盛有硫酸銅，可判斷出證明氣體中含有氫氣的方法是：裝置B和C中加入的試劑分別為CuO、CuSO4，若含有H2，H2可把CuO還原為Cu，生成的H2O能與CuSO4反應生成藍色的CuSO45H2O，B處反應化學方程式為：CuO+H2Cu+H2O。

（2）根據檢驗Fe2+方法，加入K3[Fe(CN)6]，若產生藍色沉淀則有Fe2+，故實驗②檢驗的離子是：Fe2+；I2易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，實驗①說明I-被氧化成I2，Fe3+遇KSCN溶液顯紅色，實驗③說明在I-過量的情況下溶液中仍有Fe3+，所以由實驗①和③可以證明Fe3+與I-發生了氧化還原反應，但并沒有反應完全，存在反應限度，因此該氧化還原反應為可逆反應。

（3）A試管中的溶液含有Fe2+，向盛有H202溶液的試管中加入幾滴裝置A試管中的溶液，發生氧化還原反應生成Fe3+，Fe3+的溶液呈棕黃色，反應的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；生成的Fe3+對雙氧水起催化作用，雙氧水分解產生氧氣并放熱，促進了Fe3+水解平衡正向移動，產生Fe(OH)3沉淀，所以一段時間后，溶液中有氣泡出現并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。