Question

Fe（NO₃）₃?9H₂O易溶于水，微溶于硝酸，用作催化劑和媒染劑．工業(yè)上用細(xì)鐵屑與硝酸反應(yīng)制備，主要流程如圖1所示：

（1）鐵屑與硝酸反應(yīng)時(shí)溫度控制在40～50℃，不宜過高的原因是

硝酸易揮發(fā)、易分解，溫度高會加快硝酸的揮發(fā)和分解

．
（2）制備過程中需控制加入鐵屑的量，當(dāng)觀察到

反應(yīng)器中產(chǎn)生氣泡的速率明顯變慢

的現(xiàn)象時(shí)應(yīng)停止加入鐵屑．
（3）上述流程圖中“加熱”操作的主要目的是

逐出溶液中溶解的氮氧化物氣體

．
（4）制得的Fe（NO₃）₃?9H₂O用20%HNO₃洗滌的目的是

洗滌除去晶體表面附著的雜質(zhì)，用20%HNO₃洗滌可降低洗滌過程中晶體的損耗

．
（5）某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用圖2裝置制取Fe（NO₃）₃（固定所用儀器和加熱裝置未畫出）．
①該實(shí)驗(yàn)中對圓底燒瓶加熱的最佳方式用

水浴

加熱．
②裝置中圓底燒瓶上方長導(dǎo)管的作用是

導(dǎo)氣兼冷凝回流

．
③請?jiān)趫D中虛線框中畫出尾氣吸收裝置（提示：堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮氧化物氣體）．

Answer 1

分析：（1）HNO₃的特點(diǎn)之一是不穩(wěn)定性，易揮發(fā)，見光加熱分解，所以在加熱時(shí)更易分解；
 （2）要制得Fe³⁺，故加入的鐵粉的量不能過量，否則會生成Fe²⁺，可以觀察反應(yīng)的氣泡，也可以依據(jù)反應(yīng)溶液的顏色變化判斷；
（3）從流程圖看，加熱出來的箭頭指向了堿液，故應(yīng)為吸收反應(yīng)出來的尾氣；
 （4）洗滌晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體溶解性，減少晶體損耗；
（5）反應(yīng)的溫度為40～50℃，可采用水浴加熱的方式；依據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)可知易揮發(fā)出的物質(zhì)可以利用長玻璃管冷凝回流提高反應(yīng)物的利用率，同時(shí)起到導(dǎo)氣的作用；堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮氧化物，所以若直接插入堿液中，可能會造成倒吸，可采用一個(gè)倒置的漏斗進(jìn)行吸收，也可以用一個(gè)四氯化碳和堿液的試劑瓶，因?yàn)榈�氧化物不溶于四氯化碳，但是�?jīng)過上層堿液時(shí)可以被吸收．

解答：解：（1）鐵屑與硝酸反應(yīng)時(shí)溫度控制在40～50℃，不宜過高的原因是硝酸易揮發(fā)、易分解，溫度高會加快硝酸的揮發(fā)和分解，
故答案為：硝酸易揮發(fā)、易分解，溫度高會加快硝酸的揮發(fā)和分解；
（2）要制得Fe³⁺，故加入的鐵粉的量不能過量，否則會生成Fe²⁺，反應(yīng)器中產(chǎn)生氣泡的速率明顯變慢，停止加入鐵屑，
故答案為：反應(yīng)器中產(chǎn)生氣泡的速率明顯變慢；
（3）加熱出來的箭頭指向了堿液，故應(yīng)為吸收反應(yīng)出來的尾氣避免氮氧化物污染環(huán)境，故答案為：逐出溶液中溶解的氮氧化物氣體；
（4）制得的Fe（NO₃）₃?9H₂O用20%HNO₃洗滌的目的是洗去晶體表面的雜質(zhì)，減少晶體損耗，
故答案為：洗滌除去晶體表面附著的雜質(zhì)，用20%HNO₃洗滌可降低洗滌過程中晶體的損耗；
（5）①反應(yīng)的溫度為40～50℃，可采用水浴加熱的方式；故答案為：水浴；  
②依據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)可知易揮發(fā)出的物質(zhì)可以利用長玻璃管冷凝回流提高反應(yīng)物的利用率，同時(shí)起到導(dǎo)氣的作用，故答案為：導(dǎo)氣兼冷凝回流；   
③堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮氧化物，所以若直接插入堿液中，可能會造成倒吸，可采用一個(gè)倒置的漏斗進(jìn)行吸收，裝置圖為：，

故答案為：．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析，流程中的反應(yīng)條件和反應(yīng)實(shí)質(zhì)理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．