Question

某兴趣小组在研究性学习中设计了如下实验来探究Fe和H₂SO₄反应的过程，装置如下图所示．

①在烧瓶中加入浓硫酸．
②将提拉式铁丝插入溶液中，观察到有少量气泡，后停止的现象．
③加热烧瓶至有大量气体产生时停止加热，品红溶液颜色褪去，烧瓶中溶液变为棕黄色．
④一段时间后KMnO₄溶液颜色不再变浅，但NaOH 溶液中仍有气体放出，在导管口处可点燃此气体，烧瓶中液体变为浅绿色
根据以上实验回答：
（1）由步骤②的现象可得出的结论是：

在常温下铁在浓硫酸中发生钝化

（2）在步骤③中，品红溶液褪色的原因是

生成的二氧化硫具有漂白性

（3）写出步骤④中，使溶液变为浅绿色的可能的原因是（用离子方程式表示）

Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（4）若1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量，则氢气的燃烧热的热化学方程式是：

H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol

（5）若在反应中铁丝质量减少a克，并收集到bL可燃性气体（标准状况下假设无体积损失），则在反应过程中产生的使品红溶液褪色的气体的质量是

64（

a

56

-

b

22.4

）g

（用含a、b数学表达式表示）

Answer 1

分析：（1）在常温下铁在浓硫酸中发生钝化；
（2）根据二氧化硫具有漂白性的知识来回答；
（3）金属铁可以和稀硫酸反应还可以和三价铁反应；
（4）根据热化学方程式的书写方法来书写；
（5）根据化学方程式进行计算．

解答：解：（1）常温下将Fe丝插入硫酸中会有气泡产生，说明发生了反应，但一会儿后即停止，说明Fe在硫酸中发生了钝化，阻止了反应的进一步进行，
故答案为：在常温下铁在浓硫酸中发生钝化；
（2）Fe与浓H₂SO₄反应可能是浓H₂SO₄强氧化性或是发生置换反应生成H₂，则实验现象品红溶液褪色说明产生的是SO₂气体，故答案为：生成的二氧化硫具有漂白性；
（3）溶液变为浅绿色说明产生了Fe²⁺，一种可能是Fe与H₂SO₄反应生成FeSO₄，也存在Fe³⁺离子转化为Fe²⁺，故答案为：Fe+2 H⁺=Fe²⁺+H₂，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量，则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8KJ的热量，故答案为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol；
（5）收集到bL可燃性气体氢气，根据化学方程式Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂可以知道消耗金属铁的物质的量为

b

22.4

mol，则和三价铁反应消耗金属铁的物质的量为（

a

56

-

b

22.4

）mol，该物质的量和生成二氧化硫的量相等，所以生成二氧化硫的质量为64（

a

56

-

b

22.4

）g，故答案为：64（

a

56

-

b

22.4

）．

点评：考试大纲中明确规定学生必须有“观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力”，“能将实验问题（题设情境）分解，找出解答的关键，运用自己储存的知识，将它们分解、迁移、重组，使问题得到解决的应用能力．”该题目正是涉及了考纲的该项要求．