Question

【題目】甲、乙兩同學用下圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應的產物。

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，其生成的產物有+4、+2、-3價等氮的化合物．

Ⅱ.FeSO4+NOFe（NO）SO4（棕色） ΔH<0。

Ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。

甲的實驗操作和現象記錄如下:

實驗操作	實驗現象
打開彈簧夾,通入一段時間CO2,關閉彈簧夾。
打開分液漏斗活塞,將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中,關閉活塞。	無明顯現象。
加熱燒瓶,反應開始后停止加熱。	①A中有紅棕色氣體產生,一段時間后,氣體顏色逐變淺;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象的原因是____________________________。

（2）檢驗是否生成-3價氮的化合物,應進行的實驗操作是__________。

（3）甲取少量B中溶液,加熱,實驗現象是_________________________。請用化學平衡原理解釋原因:_________________________。甲依據該現象得出的結論是A中有NO生成。

（4）乙認為甲得出A中有NO生成的證據不足。為獲取充足的證據,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生成的實驗現象是___________________________________。

（5）證明A溶液中含有Fe3+,選擇的藥品是（填序號）________。

A.鐵粉 B.溴水

C.鐵氰化鉀溶液 D.硫氰化鉀溶液

Answer 1

【答案】 常溫時,鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜,阻止反應進一步發生（答“鈍化”也可） 取少量反應后A中溶液放入試管中,向其中加入濃NaOH溶液,加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口。若試紙變藍,則A中生成NH4+ 棕色溶液變淺（或綠）,無色氣體逸出,且在空氣中變為紅棕色 FeSO4+NOFe（NO）SO4（棕色） ΔH<0,正反應放熱,加熱后,平衡向逆反應方向移動 濃硝酸換成稀硝酸 A中沒有紅棕色氣體生成,B中溶液變為棕色 D

【解析】(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，即產生鈍化現象，所以滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現象，故答案為：常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生；

(2)生成-3價氮的化合物是氨氣，氨氣極易溶于水生成氨水，氨水電離生成銨根離子，檢驗銨根離子的方法是：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，若試紙變藍，則A中生成NH4+，故答案為：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口．若試紙變藍，則A中生成NH4+；

(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為紅棕色，應為可逆反應FeSO4+NOFe(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，且在空氣中變為紅棕色；FeSO4+NOFe(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中溶液變為棕色，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中溶液變為棕色；

(5)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，故選D。