工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某兴趣小组的同学发现：将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂： 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.10 mol/L KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2＋和Fe3＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中肯定含有 气体。
【实验探究】
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实验操作 |
预期现象 |
结 论 |
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验证猜想Ⅰ |
步骤①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液中 |
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步骤②： |
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含有Fe3＋ |
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验证猜想Ⅱ |
将所得气体通入如下装置 |
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含有两种或以上气体 |
【问题讨论】
（1）有同学提出：若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和新制氯水两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，试问是否可行，并说明原因： 。
（2）有同学提出：试管中气体可能是H2和Q气体，为此重新设计了实验装置如下图（图中夹持仪器省略）。
①Q产生的原因是 （用化学方程式表示）。
②为确认Q的存在，则M中盛放的试剂为 ，并将装置M添加于 （选填序号）。
a．A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间
③装置图中D、E、F组合的作用是 。
SO2
【实验探究】
步骤①溶液紫红色褪去；含有Fe2＋
步骤②另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液；溶液变为蓝色（或者另取少量溶液，滴加数滴KSCN溶液，溶液变成血红色。）
猜想Ⅱ甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变，试管中收集到气体
【问题讨论】
（1）不正确（1分）；若溶液中含有Fe3＋则无法检验溶液中是否含有Fe2＋
（2）①C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O
②澄清石灰水；c ③确认是否有H2
【解析】
试题分析：【提出猜想】浓硫酸和铁在加热条件下反应生成二氧化硫，所以所得气体中肯定含有SO2，答案为：SO2；
【实验探究】验证猜想Ⅰ：所得溶液中的金属离子可能含有Fe2＋和Fe3＋中的一种或两种；
酸性高锰酸钾溶液显紫红色，有强氧化性，二价铁离子有还原性，酸性高锰酸钾能被二价铁离子还原而使紫红色褪去，如果步骤①溶液紫红色褪去，说明含有二价铁离子，否则没有；碘化钾有还原性，三价铁离子有氧化性，碘离子能被三价铁离子氧化生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色，所以步骤②另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液，如果溶液变为蓝色，说明含有三价铁离子，否则没有；答案为：溶液紫红色褪去；含有Fe2+；另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液；溶液变为蓝色；
猜想Ⅱ：所得气体中肯定含有SO2气体；
二氧化硫有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，氢气不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但氢气不易溶于水，所以如果甲中KMnO4溶液褪色，说明含有二氧化硫；乙中KMnO4溶液颜色不变，说明二氧化硫完全被吸收，如果试管中收集气体，只能是氢气，答案为：甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变，试管中收集到气体；
【问题讨论】
（1）氯水具有氧化性，二价铁离子有还原性，氯水能将二价铁离子氧化生成三价铁离子，KSCN只能检验三价铁离子不能检验二价铁离子，所以若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+，所以该观点不正确，答案为：不正确，若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+；
（2）①在加热时，生铁中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H2SO4(浓) 
CO2↑+2SO2↑+2H2O；②Q为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在，选d时二氧化碳被碱石灰吸收，答案为：澄清的石灰水，C；③根据氢气的性质分析，氢气具有还原性，能还原黑色的氧化铜而生成水，水能使白色的无水硫酸铜变蓝。答案为：确认是否有H2。
考点：考查浓硫酸、二氧化硫的性质及亚铁离子、铁离子的检验。
科目：高中化学 来源： 题型：
（16分）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中存在Fe2+，需要进行的实验操作、现象和结论是 。
乙同学认为气体Y中除含有SO2、H2外，还可能含有CO2气体。为此设计了下列探究实验装置。图中夹持仪器省略，M中盛有澄清石灰水。
①认为气体Y中还含有CO2的理由是 （用化学方程式表）。
②装置A中试剂的作用是 。
③为确认CO2的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。
a．A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间
④能说明气体Y中含有H2的实验现象是 。
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科目：高中化学 来源：2011-2012学年广东省高三11月月考理科综合试题（化学部分） 题型：实验题
（16分）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中存在Fe2+，需要进行的实验操作、现象和结论是 。
乙同学认为气体Y中除含有SO2、H2外，还可能含有CO2气体。为此设计了下列探究实验装置。图中夹持仪器省略，M中盛有澄清石灰水。
①认为气体Y中还含有CO2的理由是 （用化学方程式表）。
②装置A中试剂的作用是 。
③为确认CO2的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。
a．A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间
④能说明气体Y中含有H2的实验现象是 。
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