为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

(1)比较两个实验装置,图2装置的优点是: ①能更好的吸收有毒气体SO2防止其污染环境;
②便于控制反应的发生和停止。

(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到”液封”作用阻止SO2气体逸出而防止污染环境;二是停止加热时,能防止倒吸或平衡压强。

(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是品红溶液褪色。

(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能: Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。

为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格A、稀HCl溶液 B．稀硫酸C．KSCN 溶液D．酸性KMnO4溶液E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液 G. H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的C(填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的G ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。

验证Ⅲ:步骤1.取试样,滴加少量的C(或F) (填试剂序号),溶液的颜色变红(或蓝)色，则试样中含有Fe3+发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN－==Fe(SCN)3或(2Fe3++2I－==2 Fe2++I2) 。

步骤2.再取适量的试样滴加少量的D (填试剂序号),溶液颜色的变化为酸性KMnO4溶液的浅红色褪去 ,则试样中含有Fe2+。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

（1）能说明有SO 2气体产生的实验现象是 B 中品红溶液褪色 。

（2）图2中导气管e 的主要作用为 停止加热时，能防止倒吸或平衡压强 。

（3）上述装置中图2中的NaOH 溶液能吸收SO 2尾气，防止污染，如将其更换为酸性KMnO 4溶液，同样可以达到目的，试写出酸性KMnO 4溶液与SO 2反应的化学方程式：
2KMnO 4+5SO 2+2H 2O=K 2SO 4+2MnSO 4+2H 2SO 4 。

（4）对比两套实验装置，不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO 2防止其污染环境外，还有一个非常明显的优点，你认为是 便于控制反应的发生和停止 。

（5）反应一段时间后停止反应，待冷却后用胶头滴管吸取A 试管中的溶液滴入到适量水中作为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe 3+； Ⅱ：只含有Fe 2+； Ⅲ：既有Fe 3+又有Fe 2+。

为确认溶液的成分，选用如下试剂：
A ．稀HCl 溶液
B ．稀硫酸
C ．KSCN 溶液
D ．酸性KMnO 4溶液
E ．NaOH 溶液
F ．H 2O 2溶液
试完成下列相关的实验探究：
实验步骤
实验现象及结论 1、取一支洁净的试管，滴加
1-2mL 的试样溶液，再向试管中
滴加几滴KSCN 溶液
（1）如果没有观察到溶液颜色的明显变化 ，则说明Ⅱ成立。

（2）如果观察到溶液颜色转化为红色，则说明溶液中存在Fe 3+，则Ⅰ或Ⅲ成立。

2、 另取一支洁净的试管，加
1-2mL 试样溶液，用胶头滴管逐
滴滴加酸性KMnO 4溶液。

如果滴加酸性KMnO 4溶液后溶液的紫红色褪色，则说明溶液中含有Fe 2+，说明Ⅲ成立；如果滴加酸性KMnO 4溶液后溶液紫红色不褪，则说明溶液中没有Fe 2+，说明Ⅰ成立。

5Fe 2+ + MnO 4- +8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ +4H 2O 。

铁在冷的浓硫酸中能发生钝化现象。

某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。

为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。

（1）证明反应所产生的气体中有SO 2生成的现象是 。

（2）证明气体中含有氢气的实验现象是 。

（3）为了进一步探究反应后A 溶液中铁元素的价态，他们进行了如下的假设： 假设1：溶液中铁元素既有Fe 3+也有Fe 2+
假设2：溶液中铁元素只有Fe3+
假设3：溶液中铁元素只有________________
基于假设1，现有试剂：0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、稀溴水溶液、0.1 mal/L KI溶液、淀粉溶液、KSCN溶液，蒸馏水。

请探究其所得溶液。

请完成表中内容。

【实验探究】
实验操作预期现象结论
取反应后的A溶液分装在a、b两试
管，步骤①：往a试管中滴入。

步骤②：往b试管中滴入。

（16分）（1）品红试液变浅（或褪色）（2分）
（2）E中黑色(CuO)变成红色，F中白色粉末(CuSO4)变成蓝色；（2分）
（3）假设3：溶液中铁元素只有Fe2+（2分）
【实验探究】
实验操作预期现象结论
取反应后的A溶液分装在a、b两试管，步骤①：往a试管中滴入少量（1分）0.01mol/L酸性KMnO4溶液（1分）。

KMnO4溶液的紫红色褪
去（或变浅）（2分）
溶液含有
Fe2+（2分）
步骤②：往b试管中滴入几滴（1分）KSCN溶液，充分振荡（1分）[或几滴（或少量）0.1mol/LKI溶液和淀粉溶液（1分）] 。

溶液变为血红色（2分）
[或溶液变为蓝色（2
分）]
溶液含有
Fe3+
两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。

（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。

已知：
2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。

请你参与探究并回答相关问题。

①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时。

t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。

甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

在0～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了；t1～t2时间段，反应生成的气体是。

②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。

若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。

同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。

乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。

你的另一种假设是；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案。

（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。

他们用a mol Fe和含有b mol HNO3
的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则
的取值范围是；为证实上述混合液中含有Fe2+，可以采取这样的做法：先取样，再加入试剂，观察到溶液发生明显的颜色变化时，可以说明Fe2+的存在。

（1）①钝化； SO2 H2
②溶液中SCN-被氧化；向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，若不恢复红色，则我的假设成立（或：向褪色后的溶液中加入KSCN溶液，若恢复红色，则我的假设成立）（2）（1/4 3/8）；酸性KMnO4。