Question

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）先点燃

A

处酒精灯（填“A”或“E”），点燃E处酒精灯前一步操作

检验氢气的纯度

．
（3）证明有SO₂生成的现象是

酸性高锰酸钾溶液颜色变浅

．
（4）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

．
（5）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⁺

．

Answer 1

分析：（1）熄灭A装置中酒精灯时，会造成倒吸；酸性高锰酸钾溶液能和二氧化硫发生反应而褪色；空气中的H₂O会进入F产生影响；
（2）A装置中酒精灯的作用是使浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，氢气和氧化铜的反应中要检验氢气的纯度，否则后产生安全事故；      
（3）二氧化硫能和酸性高锰酸钾溶液反应而使其褪色；
（4）氢气和氧化铜反应生成铜单质，水能使无水硫酸铜变蓝，加热时水会蒸发而导致产生的气体中含有水蒸气，从而造成干扰；
（5）亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色．

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）A装置的目的是制取气体，E装置的目的是检验生成的气体，所以先点燃A处酒精灯；氢气是可燃性气体，在一定范围内易产生爆炸，为防止安全事故产生所以点燃E处酒精灯前一步操作是：检验氢气的纯度，
故答案为：A；检验氢气的纯度；     
（3）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；
（4）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：E中黑色（CuO）变成红色（Cu），F中白色粉末变成蓝色；不能；因为混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验；
（5）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⁺．

点评：本题考查了常见气体的制备原理及其性质，难度不大，明确二氧化硫的性质是解本题的关键，注意亚铁离子、铁离子的检验方法是高考的热点，是学习的重点．