Question

某校化學興趣小組在探究鐵與濃硫酸的反應時，將教材中銅與濃硫酸反應的實驗裝置(圖Ⅰ)改為下圖Ⅱ所示的裝置。
   
請回答下列問題：
（1）寫出圖Ⅰ中虛框處發生反應的化學方程式_________。
（2）圖Ⅱ實驗裝置與圖Ⅰ相比較，其優點是：①能更好地吸收有毒氣體SO₂，防止其污染環境；②_________。
（3）下列對導管a的作用分析中正確的是_________ (填字母)。
A．加熱反應過程中，可上下移動導管a，起攪拌作用
B．停止加熱，試管內的壓強減小，從導管a進入的空氣可增大試管A內的壓強，防止倒吸
C．停止反應，撤裝置之前往導管a中通入空氣，可排除裝置內的SO₂氣體，防止其污染環境
（4）反應一段時間后，將試管A取下，然后將試管A中溶液倒入另一盛有適量水的試管D中。該小組同學為確定溶液中所存在的金屬離子，進行下列探究過程。
①提出假設：
假設Ⅰ：只含有Fe^3＋。假設Ⅱ：_________。假設Ⅲ：_________。
②實驗設計：
分別取少量試管D中溶液，選用提供的試劑，設計簡單的實驗檢驗溶液中所存在的金屬離子。請填寫下表空白(可以不填滿，也可以增加)。
提供的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液。

步驟	所選試劑	現象及結論
1
2
3

 

Answer 1

（共12分）
（1）Cu＋2H₂SO₄(濃) CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑（2分）；    
（2）能隨開隨停，便于控制反應的進行（2分）；
（3）BC （2分）
(4) ①假設Ⅱ：只含有Fe^2＋�。�1分）
假設Ⅲ：同時含有Fe^2＋和Fe^3＋�。�1分）
②（各1分）

步驟	所選試劑	現象、結論
1	KSCN溶液	若溶液變紅，則含有Fe3＋； 若不變紅，則不含有Fe3＋
2	稀H2SO4、KMnO4溶液	若KMnO4溶液褪色，則含有Fe2＋；若不褪色，則不含有Fe2＋

 

解析試題分析：
（2）鐵絲可進可出，便于控制反應的進行。
（3）鐵絲可進出，起到攪拌的作用，玻璃導管沒有攪拌作用。A錯，選BC。
(4) ①若硫酸過量，得Fe^3＋；鐵過量，得Fe^2＋；若過量一部分，同時含有Fe^2＋和Fe^3＋。
②Fe^3＋和KSCN溶液反應，溶液變紅；Fe^2＋遇KSCN溶液不變紅，加KMnO₄溶液后，變紅。
考點：本題以實驗為基礎，考查實驗現象分析、實驗設計等知識。