Question

【题目】为了探究铁与氯气的反应，某同学甲设计了如下的实验方案。其实验装置为：

其实验步骤为：

(1)用注射器吸取20 mL左右的氯气。

(2)在硬质玻璃管内加入一定量的细铁丝，一支试管内加入硫氰化钾溶液，另一支试管中加入氢氧化钠溶液。按图所示连接实验装置，并固定在铁架台上。经检验装置不漏气。

(3)加热硬质玻璃管内铁丝约1 min，然后把注射器中的氯气注入到硬质玻璃管内，观察实验现象。可观察到的主要现象是____________， ____________。

(4)氢氧化钠溶液的作用是_____________。

(5)某同学将一小块生锈的铁片完全溶于适量的盐酸，对所得溶液中是含有Fe2+还是含有Fe3+，同学们提出不同看法。有一位同学提出：可能只有Fe2+而无Fe3+。你认为他的猜想可能吗？_________ 。请自选药品设计实验验证他的猜想(写出操作、现象和结论)____________。

Answer 1

【答案】铁丝剧烈燃烧 产生棕黄色的烟 吸收尾气Cl2，防止污染环境 可能 取所得溶液少许于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液颜色无明显变化，则可证明溶液中无Fe3+，只有Fe2+

【解析】

为了探究铁与氯气的反应，将注射器中的氯气推入装有细铁丝的硬质玻璃管中，在加热条件下发生反应生成棕黄色的FeCl3，FeCl3沸点比较低，可能会进入装有硫氰化钾溶液的试管中，使溶液变红，过量的氯气进入氢氧化钠溶液中，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染环境。

(5)一小块生锈的铁片完全溶于适量的盐酸，铁锈的主要成分是Fe2O3，和盐酸反应生成FeCl3，铁可以和FeCl3反应生成FeCl2，剩余的铁和盐酸反应也可以得到FeCl2，溶液中可能既有Fe2+，也有Fe3+，也可能只含Fe2+，Fe3+可以用KSCN溶液检验。

(3)在加热条件下，铁和氯气剧烈反应生成棕黄色（或棕褐色）的FeCl3，可观察到的主要现象是铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟。

(4)氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气Cl2，防止污染环境，发生的反应为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。故答案为：吸收尾气Cl2，防止污染环境。

(5)由以上分析可知，生锈的铁片完全溶于适量的盐酸，所得溶液中可能既含有Fe2+，又含有Fe3+；若铁锈比较少，生成的Fe3+比较少，里面的铁会把生成的Fe3+全部还原为Fe2+，所以也可能只含有Fe2+。若要证明只有Fe2+而无Fe3+，只需检验无Fe3+即可，若无Fe3+，则铁元素只能Fe2+以的形式存在。可以用KSCN检验Fe3+。故答案为：可能；取所得溶液少许于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液颜色无明显变化，则可证明溶液中无Fe3+，只有Fe2+。