Question

【題目】某小組同學(xué)通過“FeSO4被濃HNO3氧化”的實驗，驗證Fe2+的還原性。

實驗一：驗證Fe2+的還原性

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象	實驗現(xiàn)象
向盛有2 mL FeSO4溶液的試管中，滴入幾滴濃硝酸，振蕩	試管中產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變?yōu)辄S色	試管中產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變?yōu)樯钭厣?/span>

（1）紅棕色氣體是_______。

（2）實驗現(xiàn)象與預(yù)期不符，繼續(xù)進行實驗。

取深棕色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，該現(xiàn)象說明_______。

實驗二：探究溶液變?yōu)樯钭厣�的原�?/span>

（資料與猜想）

查閱資料后猜想，可能是生成的NO2或NO與溶液中的Fe2+或Fe3+反應(yīng)，而使溶液變?yōu)樯钭厣��?/span>

（實驗與探究）

用下圖所示裝置進行實驗（氣密性已檢驗，尾氣處理已略去）

i. 關(guān)閉c，打開a和b，通入N2，一段時間后關(guān)閉a；

ii. 向甲中加入適量濃HNO3，一段時間后丙中溶液變?yōu)樯钭厣�，丁中溶液無明顯變化；

iii. 關(guān)閉b、打開c，更換丙、丁中的溶液（試劑不變）；

iv. 繼續(xù)向甲中加入濃HNO3，一段時間后觀察到了與ii相同的實驗現(xiàn)象。

（1）通入N2的目的是________。

（2）銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

（3）裝置乙的作用是________。

（4）實驗結(jié)論是________。

（反思與改進）

實驗三：驗證Fe2+的還原性

該小組同學(xué)依據(jù)實驗二的結(jié)論改進了實驗一，觀察到了預(yù)期現(xiàn)象，其實驗操作是________。

Answer 1

【答案】二氧化氮Fe2+具有還原性。（答“溶液中有Fe3+”得分）排凈裝置內(nèi)的空氣。Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O使NO2轉(zhuǎn)化為NO。溶液的深棕色是由于Fe2+與NO發(fā)生了反應(yīng)，也可能是由于Fe2+與NO2發(fā)生了反應(yīng)，不是由于Fe3+與NO或NO2發(fā)生反應(yīng)。向盛有2 mL濃硝酸的試管中滴入幾滴FeSO4溶液，振蕩。

【解析】

實驗一：（1）硝酸將Fe2+氧化為Fe3+的同時被還原生成NO，NO遇空氣生成二氧化氮，故紅棕色氣體是二氧化氮；

（2）取深棕色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，該現(xiàn)象說明Fe2+具有還原性，被氧化生成Fe3+，溶液中有Fe3+，與KSCN溶液反應(yīng)使溶液變?yōu)榧t色；

實驗二：（1）為防止產(chǎn)生的NO遇空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，通入N2的目的是排凈裝置內(nèi)的空氣；

（2）銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；

（3）裝置乙的作用是利用水與二氧化氮反應(yīng)，使NO2轉(zhuǎn)化為NO；

（4）實驗結(jié)論是溶液的深棕色是由于Fe2+與NO發(fā)生了反應(yīng)，也可能是由于Fe2+與NO2發(fā)生了反應(yīng)，不是由于Fe3+與NO或NO2發(fā)生反應(yīng)；

實驗三：該小組同學(xué)依據(jù)實驗二的結(jié)論改進了實驗一，向盛有2 mL濃硝酸的試管中滴入幾滴FeSO4溶液，振蕩。