Question

甲、乙兩同學用如圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應的產(chǎn)物．

文獻記載：I．在濃硝酸和活潑金屬反應過程中，隨著硝酸濃度的降低，其生成的產(chǎn)物有+4、+2、-3價等氮的化合物．
Ⅱ．FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0．Ⅲ．NO₂和NO都能被KMnO₄氧化吸收．
甲的實驗操作和現(xiàn)象記錄如下：

實驗操作	實驗現(xiàn)象
打開彈簧夾，通入一段時間CO2，關(guān)閉彈簧夾．
打開分液漏斗活塞，將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中，關(guān)閉活塞．	無明顯現(xiàn)象．
加熱燒瓶，反應開始后停止加熱．	①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生，一段時間后，氣體顏色逐漸變淺； B中溶液變棕色； C中溶液紫色變淺．②反應停止后，A中無固體剩余．

請回答下列問題：
（1）滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是

 

．
（2）證明反應后A溶液中是否含有Fe²⁺，選擇的藥品是（填序號）

 

．證明反應后A溶液中是否含有
Fe³⁺，選擇的藥品是（填序號）

 

．
a．鐵粉   b．溴水    c．（K₃Fe（CN）₆）鐵氰化鉀溶液    d．硫氰化鉀溶液
（3）甲同學取少量B中溶液，加熱，實驗現(xiàn)象是

 

．請用化學平衡原理解釋原因：

 

．甲同學依據(jù)該現(xiàn)象得出的結(jié)論是A中有NO生成．
（4）乙同學認為甲同學得出A中有NO生成的證據(jù)不足．為獲取充足的證據(jù)，乙仍采用該裝置和操作進行對照實驗，乙作出的改變是

 

，證明有NO生成的實驗現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,硝酸的化學性質(zhì)

專題：

分析：（1）依據(jù)常溫下鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化分析，常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發(fā)生；
（2）檢驗亞鐵離子的試劑為鐵氰化鉀溶液，證明鐵離子的試劑可以用硫氰化鉀溶液，亞鐵離子和鐵鉄氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液；
（3）B中溶液變棕色，說明B中有Fe（NO）SO₄生成，反應FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）的正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，棕色溶液變淺（或綠），生成的NO與氧氣反應生成二氧化氮，氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色；
（4）銅和濃硝酸反應生成紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮和水反應生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應過程中NO生成，為排除生成的NO干擾，把濃硝酸換成稀硝酸，如果硫酸亞鐵溶液再變成棕色則說明有NO生成．

解答： 解：（1）常溫時，鐵和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了鐵和濃硝酸進一步反應，即產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，所以滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象，
故答案為：常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發(fā)生；
（2）亞鐵離子的特征反應是：亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子的特征反應是：鐵離子和無色的硫氰化鉀溶液反應血紅色溶液，故答案為：c；d；
（3）取少量B中溶液，加熱，棕色溶于變淺，有無色氣體逸出，且該氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色，應為可逆反應FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，導致Fe（NO）SO₄（棕色）降低，所以溶液顏色變淺；
故答案為：棕色溶液變淺（或綠），無色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色；FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0 正反應放熱，加熱后，平衡向逆反應方向移動；
（4）二氧化氮和水反應生成的一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應過程中NO生成，為排除生成的NO干擾，把濃硝酸換成稀硝酸，稀硝酸和銅反應生成無色的一氧化氮，沒有二氧化氮生成，則A中氣體是無色的，且B中溶液變?yōu)樽厣�，則說明生成的一氧化氮和硫酸亞鐵反應生成棕色，從而說明A中無色氣體是一氧化氮，
故答案為：濃硝酸換成稀硝酸；A中沒有紅棕色氣體生成，B中溶液變?yōu)樽厣��?

點評：本題考查鐵、硝酸的性質(zhì)，銨根離子、鐵離子和亞鐵離子的檢驗是高考熱點，注意：常溫時，鐵和濃硝酸不是不反應，而是發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，阻止了進一步反應，為易錯點，題目難度中等．