Question

某研究小組為探究鐵和濃硫酸的反應，設計了如下圖所示裝置進行實驗．請按要求回答下列問題：

（1）上圖裝置存在不足，請在圖中C處畫出所需裝置并標注試劑名稱______．
（2）實驗前要檢查A、B裝置的氣密性，其操作為在接口E處接一導氣管F，將F的末端浸入液面以下，______，安好裝置，用酒精燈微熱試管人，觀察______，停止加熱，F(xiàn)中有一段液柱，證明該裝置的氣密性好．
（3）為探究該反應產生的氣體性質，將網個棉球上分別滴加少量試劑，按圖示安好裝置，加熱試管A，觀察四個棉球顏色變化情況，并記錄，請?zhí)顚懴卤砜瞻祝?br/>

棉球	棉球上滴加的試劑	實驗現(xiàn)象	解釋或結論
i	______	棉球變?yōu)榘咨�，微熱后又恢復紅色
ii	______	棉球變?yōu)闇\綠色	離子方程式：______ 結論：______
iii	Na2S溶液	棉球變?yōu)闇\黃色	解釋：淺黃色物質是______ 結論：______
iv	______	棉球變?yōu)榧t色	化學方程式：______ 結論：該氣體屬于酸性氧化物

（4）反應結束拆卸裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留的有毒氣體完全吸收，應采取的操作足______．
（5）為探究試管A反應后的溶液中產物種類，小組同學提出3種假設，①只含有Fe³⁺②只含有Fe²⁺③既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺，完成此探究實驗所需試劑至少有______．

Answer 1

解：（1）鐵和濃硫酸加熱反應生成的 氣體為二氧化硫氣體，二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，吸收需要防止倒吸，裝置圖為：，故答案為：；
（2）利用壓強關系進行檢驗，實驗前要檢查A、B裝置的氣密性，其操作為在接口E處接一導氣管F，將F的末端浸入液面以下，向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下，安好裝置，用酒精燈微熱試管，觀察導氣管F管口處有氣泡冒出，停止加熱，F(xiàn)中有一段液柱，證明該裝置的氣密性好，
故答案為：向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下；導氣管F管口處有氣泡冒出；
（3）i二氧化硫具有漂白性，能使品紅試液褪色，加熱恢復原來的顏色，故答案為：品紅試液；
ii二氧化硫具有還原性和氯化鐵發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞鐵溶液呈淺綠色，反應的離子方程式為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄²ˉ+4H⁺，
故答案為：FeCl₃溶液；SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄²ˉ+4H⁺；SO₂有還原性；
iii硫化鈉中的硫離子具有還原性可以被二氧化硫氧化為單質硫，說明二氧化硫具有氧化性，故答案為：S；SO₂有氧化性；
iv二氧化硫是酸性氧化物溶于水和水反應生成亞硫酸具有酸性，使石蕊試液變紅色；發(fā)生的反應為SO₂+H₂O?H₂SO₃，故答案為：石蕊試液；SO₂+H₂O?H₂SO₃；
（4）反應結束拆卸裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留的有毒氣體完全吸收，應采取的操作，從D管口向試管A中鼓入足量空氣，
故答案為：從D管口向試管A中鼓入足量空氣；
（5）為探究試管A反應后的溶液中產物種類，小組同學提出3種假設，①只含有Fe³⁺②只含有Fe²⁺③既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺，取試液與試管中，加入KSCN溶液變血紅色證明鐵離子的存在；另取溶液與試管中，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液變藍色，或加入KMnO₄溶液 褪色證明含有亞鐵離子；依據檢驗試劑和檢驗方法設計實驗進行驗證，
故答案為：KSCN溶液和K₃[Fe（CN）₆]溶液或KSCN溶液和KMnO₄溶液．
分析：（1）鐵和濃硫酸加熱反應生成的 氣體為二氧化硫氣體，二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，吸收需要防止倒吸；
（2）依據裝置中壓強關系和液面變化檢驗裝置氣密性；
（3）i棉球變?yōu)榘咨�，微熱后又恢復紅色是二氧化硫氣體的漂白性檢驗；
ii棉球變?yōu)闇\綠色，利用二氧化硫的還原性和三價鐵鹽溶液發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵鹽溶液為淺綠色；
iii棉球變?yōu)闇\黃色，是利用二氧化硫的氧化性氧化硫離子生成單質硫；
iv棉球變?yōu)榧t色，利用二氧化硫是酸性氧化物溶于水生成酸使石蕊試液變紅；
（4）從D管口向試管A中鼓入足量空氣 把二氧化硫趕凈；
（5）依據鐵離子和亞鐵離子的特征檢驗試劑和實驗現(xiàn)象分析判斷．
點評：本題考查了濃硫酸性質的分析，濃硫酸與鐵反應產物的判斷檢驗方法，二氧化硫性質的實驗驗證方法，掌握實驗基礎和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．