Question

1．鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請回答下列問題：
（a）Fe（NO₃）₃•9H₂O易溶于水，微溶于硝酸，主要用作催化劑和媒染劑，工業(yè)上用細(xì)鐵屑與稀硝酸反應(yīng)制備，主要流程如下：

①Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
②耐腐反應(yīng)器中可以觀察到如下的現(xiàn)象：鐵屑溶解，溶液顏色變?yōu)辄S色，有無色氣體產(chǎn)生；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)象時應(yīng)停止加入鐵屑；
③制得的Fe（NO₃）₃•9H₂O用20% HNO₃洗滌，其原因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；
④若在實驗中進行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶的操作，除帶鐵圈的鐵架臺、坩堝鉗外，還需要的主要儀器有酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒．
（b）某興趣小組在實驗室用細(xì)鐵屑和稀硝酸制備Fe（NO₃）₃，裝置如圖所示（固定所用儀器和加熱裝置未畫出）．
①該實驗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請在圖中虛線框內(nèi)畫出防止倒吸的尾氣吸收裝置．（提示：堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮的氧化物氣體）

Answer 1

分析 （1）①碳酸鈉在溶液中水解顯堿性，可以除油污；
②金屬鐵可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水；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洗滌晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體溶解性，減少晶體損耗；
④蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶的操作，所需儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒、坩堝鉗，據(jù)此回答；
（2）①制取Fe（NO₃）₃•9H₂O需要控制的溫度為40-50℃，水浴加熱更容易控制；
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，同時起到導(dǎo)氣的作用；
③鐵與硝酸反應(yīng)后有氮的氧化物產(chǎn)生，氮的氧化物有毒，不放到空氣中，所以要用防倒吸的尾氣吸收裝置，用NaOH溶液吸收，據(jù)此畫裝置圖；

解答 解：（1）①碳酸鈉在溶液中水解顯堿性，可以除油污，其水解的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
②金屬鐵可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水，硝酸鐵溶液顯示黃色，一氧化氮遇到氧氣即變?yōu)槎�氧化氮紅棕色的氣體，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：溶解；黃色；無；反應(yīng)器中產(chǎn)生氣泡的速率明顯變慢；
③Fe（NO₃）₃•9H₂O易溶于水，微溶于硝酸，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；
④蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶的操作，所需儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒、坩堝鉗，
故答案為：酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；
（2）①制取Fe（NO₃）₃•9H₂O需要控制的溫度為40-50℃，水浴加熱更容易控制，所以該實驗中對圓底燒瓶加熱的最佳方式用 水浴加熱，
故答案為：水��；
②硝酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的硝酸可以利用長玻璃管冷凝回流提高反應(yīng)物的利用率，同時起到導(dǎo)氣的作用，
故答案為：導(dǎo)氣兼冷凝回流；
③鐵與硝酸反應(yīng)后有氮的氧化物產(chǎn)生，氮的氧化物有毒，不放到空氣中，所以要用防倒吸的尾氣吸收裝置，用NaOH溶液吸收，所以裝置圖為，
故答案為：．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗的設(shè)計和分析，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于實驗?zāi)芰�和分析能力的考查，注意把握流程中的反�?yīng)條件和反應(yīng)實質(zhì)理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．