某兴趣小组在研究性学习中设计了如下实验来探究Fe和H 2 SO 4 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KMnO 4 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:______(2)在步骤③中,品红溶液褪色的原因是______(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)____________(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:______(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______(用含a、b数学表达式表示)
(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H 2 SO 4 反应可能是浓H 2 SO 4 强氧化性或是发生置换反应生成H 2 ,则实验现象品红溶液褪色说明产生的是SO 2 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Fe 2+ ,一种可能是Fe与H 2 SO 4 反应生成FeSO 4 ,也存在Fe 3+ 离子转化为Fe 2+ ,故答案为:Fe+2 H + =Fe 2+ +H 2 ,Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ; (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:H 2 (g)+
(5)收集到bL可燃性气体氢气,根据化学方程式Fe+2H + =Fe 2+ +H 2 可以知道消耗金属铁的物质的量为
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