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    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：将一定量的铁钉与浓硫酸加热时，观察到铁钉完全溶解，并产生大量气体．实验室现有下列试剂：0.01mol/L 酸性KMnO4溶液、0.10mol/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
    SO2
    SO2
    气体．
    实验探究
    实验操作 预期现象 结  论
    验证猜想Ⅰ 步骤①：取少量0.01mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液中
    溶液紫红色褪去
    溶液紫红色褪去
    含有Fe2+
    含有Fe2+
    步骤②：
    另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液
    另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液
    溶液变为蓝色
    溶液变为蓝色
    		 含有Fe3+
    验证猜想Ⅱ 将所得气体通入如下装置
    甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变；试管中收集到气体
    甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变；试管中收集到气体
    		 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，请对该观点进行评价：
    不正确，若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+
    不正确，若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+
    ．
    （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）．

    ①认为含有Q的理由是
    C+2H2SO4（浓）═CO2↑+2SO2↑+2H2O
    C+2H2SO4（浓）═CO2↑+2SO2↑+2H2O
    （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
    澄清石灰水
    澄清石灰水
    ，并将装置M添加于
    c
    c
    （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
    确认是否有H2
    确认是否有H2
    ．
    分析：【提出猜想】浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，稀硫酸和铁反应生成氢气，据此进行猜想；
    【实验探究】
    验证猜想Ⅰ、根据二价铁离子和三价铁离子的性质选择试剂，并根据反应物和生成物预测现象，由此得出结论；
    验证猜想Ⅱ、根据氢气和二氧化硫的性质选择试剂，并预测现象，由现象得出结论；
    【问题讨论】
    （1）根据双氧水和二价铁离子、三价铁离子的性质判断正误；
    （2）①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）；
    ②根据二氧化硫和二氧化碳的性质分析选择位置；
    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．
    解答：解：【提出猜想】浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，所以所得气体中肯定含有SO2，故答案为：SO2；
    【实验探究】
    验证猜想Ⅰ、酸性高锰酸钾有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以酸性高锰酸钾能和二价铁离子发生氧化还原反应，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，碘离子和三价铁离子能发生氧化还原反应生成单质碘，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，
    故答案为：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、二氧化硫有还原性，能和强氧化性的物质发生氧化还原反应，如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，
    故答案为：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）双氧水具有氧化性，二价铁离子有还原性，双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应生成三价铁离子，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，
    故答案为：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，铁钉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（浓硫酸）
      △  
    .
     
    CO2 ↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：C+2H2SO4（浓硫酸）
      △  
    .
     
    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，故答案为：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．故答案为：确认是否有H2．
    点评：本题考查了浓硫酸、二氧化硫的性质及亚铁离子、铁离子的检验等知识点，难度较大．
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    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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