Question

19．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）填写装置的作用：B防止倒吸   C验证有SO₂生成，同时除去SO₂   G防止空气中的H₂O进入F，
（2）证明有SO₂生成的现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅
（3）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：E中：黑色（CuO）变成红色（Cu），F中：白色粉末变成蓝色．如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断气体中有氢气？不能（填“能”或“不能”），原因是因为混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验．
（4）反应后A的溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，检验其中的Fe²⁺的方法是取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe²⁺．
（5）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，原因是浓硫酸中的水很少，浓硫酸有吸水性，要确认CuSO₄生成，待试管冷却后，将浓硫酸倒出，在固体中加水，看溶液是否变蓝色．

Answer 1

分析 由图可知，A中发生Fe与浓硫酸的反应生成SO₂还可能生成氢气，B中均为短导管可防止倒吸，C中高锰酸钾褪色可检验SO₂，D干燥气体，E中发生CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，F中无水硫酸铜可检验E中的氧化产物，G为干燥管，G可防止空气中的水进入F中干扰E中氧化产物的检验，以此分析（1）～（3）；
（4）检验其中的Fe²⁺，利用其还原性；
（5）因为浓硫酸中的水很少，而且浓硫酸具有吸水性；将浓硫酸倒出，在固体中加水看溶液是否变蓝色判断CuSO₄生成．

解答 解：（1）熄灭A装置中酒精灯时，A装置中气体冷却压强减小，C装置中溶液易进入A试管中产生倒吸现象，所以B装置的作用是防止倒吸；酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，二氧化硫能和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色，所以酸性高锰酸钾的作用是：验证有SO₂生成，同时除去SO₂；空气中含有水蒸气，如果没有G装置，水蒸气进入F装置干扰实验，所以G的作用是：防止空气中的H₂O进入F，
故答案为：防止倒吸；验证有SO₂生成，同时除去SO₂；防止空气中的H₂O进入F；
（2）二氧化硫有还原性，酸性高锰酸钾有强氧化性，二者能发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液颜色变浅；
（3）生成的气体经洗气和干燥后剩余的气体就是氢气，氢气有还原性能和氧化铜在加热条件下发生置换反应生成铜单质，生成的水遇无水硫酸铜时白色固体变蓝色，所以证明含有氢气的现象是：E中黑色（CuO）变成红色（Cu），F中白色粉末变成蓝色；制取的气体中含有水蒸气，如果去掉D装置，会干扰H₂的检验，所以不能，
故答案为：黑色（CuO）变成红色（Cu）；白色粉末变成蓝色；不能；因为混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验；
（4）酸性高锰酸钾有强氧化性，能氧化二氧化硫而使其褪色，所以检验亚铁离子的方法是：取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe²⁺，
故答案为：取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe²⁺；
（5）因为浓硫酸中的水很少，浓硫酸有吸水性，硫酸铜不能溶于浓硫酸，所以反应后生成的硫酸铜大多没有溶解出现预计的蓝色溶液，而以白色固体形式存在；
要确认CuSO₄生成，待试管冷却后，将浓硫酸倒出，在固体中加水，看溶液是否变蓝色；
故答案为：浓硫酸中的水很少，浓硫酸有吸水性；将浓硫酸倒出，在固体中加水，看溶液是否变蓝色．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握反应原理、物质的性质、实验装置的作用为解答的关键，注意亚铁离子、铁离子的检验方法，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度中等．