某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。 (1)能说明有SO2气体产生的实验现象是                      

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。 (1)能说明有SO2气体产生的实验现象是                      

题型:不详难度:来源:
某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

(1)能说明有SO2气体产生的实验现象是                                 
(2)图2中导气管e的主要作用为                                             
(3)上述装置中图2中的NaOH溶液能吸收SO2尾气,防止污染,如将其更换为酸性KMnO4溶液,同样可以达到目的,试写出酸性KMnO4溶液与SO2反应的化学方程式:
                                                        
(4)对比两套实验装置,不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO2防止其污染环境外,还有一个非常明显的优点,你认为是                                
(5)反应一段时间后停止反应,待冷却后用胶头滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;   Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+
为确认溶液的成分,选用如下试剂:
A.稀HCl溶液B.稀硫酸C.KSCN溶液D.酸性KMnO4溶液
E.NaOH溶液     F.H2O2溶液
试完成下列相关的实验探究:
 
实验步骤
 
实验现象及结论
1、取一支洁净的试管,滴加1-2mL的试样溶液,再向试管中滴加几滴KSCN溶液
(1)                         ,则说明Ⅱ成立。
(2)                         ,则说明溶液中存在Fe3+,则Ⅰ或Ⅲ成立。
2、                    
                     
                                             
                                            
 
答案
(1)B中品红溶液褪色 (1分)
(2)停止加热时,能防止倒吸或平衡压强(凡合理答案均可)(2分)
(3)2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(2分)
(4)便于控制反应的发生和停止 (2分)
(5)
 
实验步骤
 
实验现象及结论
1、取一支洁净的试管,滴加1-2mL的试样溶液,再向试管中滴加几滴KSCN溶液
(1)如果没有观察到溶液颜色的明显变化,则说明Ⅱ成立。(1分)
(2)如果观察到溶液颜色转化为红色,则说明溶液中存在Fe3+,则Ⅰ或Ⅲ成立。(1分)
2、 另取一支洁净的试管,加1-2mL试样溶液,用胶头滴管逐滴滴加酸性KMnO4溶液 。(1分)
 如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液的紫红色褪色,则说明溶液中含有Fe2+,说明成立;如果滴加酸性KMnO4溶液后溶液紫红色不褪,则说明溶液中没有Fe2+,说明成立。5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ +4H2。(2分)
 
解析

试题分析:(1)二氧化硫的特性是使品红溶液褪色,因此能说明有SO2气体产生的实验现象是:B中品红溶液褪色。
(2)停止加热时,装有铁和浓硫酸的试管中压强减小,有这样一根导管能防止倒吸或平衡压强。
(3)2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(2分)
(4)想让反应开始,把铁丝推一下让其接触浓硫酸,想让反应停止时,将铁丝拉离浓硫酸,这样便于控制反应的发生和停止
(5)铁离子与硫氰化钾反应可以生成血红色的溶液,用此来检验三价铁离子,二价铁离子的检验是得用其还原性。亚铁离子被高锰酸钾氧化,然后再利用硫氰化钾来进行确定。
举一反三
Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤
实验操作

取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温

取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解

向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
 
由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2。他需要选择的试剂是____________(填序号)。
a.氯水        b.氯水+KSCN溶液         c.K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水;再_________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3
(5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO3的质量分数,通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积为c mL,对应菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化计算。某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0 200 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质量a=__________g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)
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铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ.铁触媒(+2价铁和+3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题:

(1)步骤①中需用1.50 mol·L-1的硫酸100mL,若用18.4mol·L-1的浓硫酸来配制,则需要用量筒量取浓硫酸        mL
(2)步骤②通入Cl2的目的是                 (用离子方程式表示)
(3)步骤④后需用           (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
(4)步骤⑤消耗0.10mol·L-1的Na2SO3溶液25.00mL,则铁触媒中铁的质量分数为             
Ⅱ.目前的研究表明,铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。
(1)用K2FeO4处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体,并放出无色无味的气体和其它物质,写出反应的离子反应方程式                     ,处理废水时既利用K2FeO4强氧化性,又利用生成氢氧化铁胶体的            作用。
(2)MFe2O4可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ox (3<x<4),其中M表示+2价的金属元素,常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,达到回收硫、净化空气目的,转化过程表示如下:

则可以判断x       y,氧化性:MFe2Oy       SO2(填“>”、“<”或“=”)
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(16分)铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一:用下列流程测定铁触媒的含铁量,确定其组成。

(1)步骤④后面需用                     (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
(2)因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有                   会影响测定结果。
(3)因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。
限选试剂:0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L-1KSCN溶液
实验操作
实验现象与结论
 
 
 
方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。

(4)“干燥管C”的作用是                                              
(5)称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得“干燥管B”增重11.0g,则该铁触媒的化学式可表示为                      。(相对原子质量:C-12  O-16 Fe-56)
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将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入到一定量的硝酸中,微热,充分反应后过滤,弃去滤渣,滤液中金属阳离子情况不可能是
A.只含Cu2+、Fe2、Zn2B.只含Zn2
C.只含Fe2、Zn2D.只含Cu2、Fe3、Zn2

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已知离子反应:Fe3+3SCNFe(SCN)3具有反应迅速、现象明显等特点,是检验Fe3常用的方法之一。某化学兴趣小组为探究Fe(SCN)3的性质,做了以下实验:
①取10 mL l mol·L-1FeCl3溶液,滴加3~4滴浓KSCN溶液,振荡后溶液立即变成红
色。
②取少量红色溶液,滴加少许浓硝酸,静置,溶液红色褪去,同时产生大量的红棕色气 
体混合物A。
③将该气体混合物A通入过量的Ba(OH)2溶液中,产生白色沉淀B和剩余气体C。
气体C无色无味,能使燃烧的木条熄灭,可排放到空气中,不会改变空气的成分。
④过滤,向白色沉淀B中滴加少量稀硝酸,沉淀完全溶解,同时产生能使澄清石灰水变
浑浊的无色无味气体D。
⑤取②中反应后溶液少许,滴加BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀E。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)B的化学式为_________________;E的化学式为___________________。
(2)混合气体A的成分是___________________(填化学式)。
(3)该兴趣小组同学根据以上实验现象分析得出结论:Fe(SCN)3具有还原性,则实验②中反应时被氧化的元素是____________(填元素符号)。根据元素C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推断出SCN的结构式为_________________。
(4)实验②中反应的离子方程式为___________________________________________。
(5)该兴趣小组同学从上述实验中得到启发,若用SCN间接检验Fe2时应注意_________________________________________________________________.
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