两组同学对铁及其化合物的性质进行探究．（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验．已知：2Fe+6H2SO4（浓）△.Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O．请你参与探究并回答相关问题．①

Question

两组同学对铁及其化合物的性质进行探究．
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验．已知：
2Fe+6H₂SO₄（浓） (△.)/() Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O．请你参与探究并回答相关问题．
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时．t₁时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变．甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2．
在0～t₁时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了______；t₁～t₂时间段，反应生成的气体是______．
②t₂时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色．若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去．同学们对红色褪去的原因提出各自的假设．乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态．你的另一种假设是______；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案______．
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究．他们用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸进行实验，若HNO₃只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，则(a)/(b)的取值范围是

(1)/(4)＜(a)/(b)＜(3)/(8)

(1)/(4)＜(a)/(b)＜(3)/(8)

；若反应结束后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=2：1，则(a)/(b)的值为

(9)/(32)

(9)/(32)

．

Answer 1

（1）①在0～t₁时间段，铁屑表面没有气泡生成，是因为金属铁被浓硫酸氧化，表面生成一层致密的氧化膜，这种氧化膜不溶于浓硫酸，是金属铁的钝化现象；t₁～t₂时间段，发生反应2Fe+6H₂SO₄（浓） (△.)/() Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，反应生成的气体是SO₂，
故答案为：钝化；SO₂；
②t₂时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色．发生反应：Fe³⁺+3SCN^-⇌Fe（SCN）₃．若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去，从反应物的角度考虑，有两种可能，可能是溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态，没有Fe³⁺，溶液不变红色，也可能是溶液中的SCN^-被氧化，由于没有SCN^-，溶液不变红色，如果是溶液中的SCN^-被氧化，可再加SCN^-，如果是溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态，可再加FeCl₃溶液，
故答案为：溶液中的SCN^-被氧化；向褪色后的溶液中加入FeCl₃溶液，若不恢复红色，则我的假设成立（或：向褪色后的溶液中加入KSCN溶液，若恢复红色，则我的假设成立）；
（2）用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸进行实验，若HNO₃只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，Fe和HNO₃均无剩余，若金属铁全转化为亚铁，铁失电子的量为2amol，硝酸显示酸性和氧化性，根据
3Fe+8HNO₃ =3Fe（NO₃）₂ +2NO↑+4H₂O
3        8
a mol   b mol   (a)/(b)=(3)/(8)，
若金属铁全转化为三价铁，铁失电子的量为3amol，硝酸显示酸性和氧化性，根据
Fe+4HNO₃ =Fe（NO₃）₃ +NO↑+2H₂O
1       4
a mol   b mol   (a)/(b)=(1)/(4)     则(a)/(b)的取值范围是 (1)/(4)＜(a)/(b)＜(3)/(8)；若反应结束后的溶液中n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=2：1，则生成(1)/(3)a molFe²⁺，失去电子(2)/(3)amol，同时生成硝酸亚铁须(2)/(3)amol硝酸根离子； 生成(2)/(3)amolFe³⁺，失去电子2amol，同时生成硝酸铁须2amol硝酸根离子；总共失去(8)/(3)amol电子，HNO₃只被还原成NO，1个氮原子从+5价变为+2价得3个电子，根据氧化还原反应中得失电子数目相等，需被还原的硝酸的物质的量为：(8)/(9)amol，总共须的硝酸根离子为(2)/(3)amo+2amol=(8)/(3)amol，所以需硝酸总的物质的量为：(8)/(9)amol+(8)/(3)amol=(32)/(9)amol，用a mol Fe和含有b mol HNO₃的稀硝酸进行实验，且反应结束后溶液中含有Fe³⁺和Fe²⁺，说明硝酸全部反应，则(a)/(b)=(9)/(32)，
故答案为：(1)/(4)＜(a)/(b)＜(3)/(8)，；(9)/(32)；