Question

如圖1所示是實驗室中制取氣體的一種簡易裝置。

（1）請簡述檢驗它的氣密性的方法_______________________。
（2）利用如圖1所示裝置可以制取（填反應物狀況及發生反應是否需要的條件）________________________氣體。
某同學設計如圖2所示裝置，用粗鐵粒與16.9%稀硝酸反應制取NO氣體并探究產物中鐵的價態。請回答有關問題。

（3）已知16.9%稀硝酸的密度為1.10g/cm³，則其物質的量濃度為____________（計算結果保留兩位小數）。用若用63%的硝酸配制16.9%稀硝酸500mL，所需的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和            。
（4）當打開止水夾a、關閉止水夾b時，A裝置的干燥管中觀察到的現象是_______________________。B裝置燒杯中液體的作用是__________________________________。當A裝置中氣體幾乎無色時，打開止水夾b，關閉止水夾a，可用C裝置收集NO氣體。
（5）已知下列反應可以發生：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，而A裝置中的稀硝酸即使換成濃硝酸，也不能生成+6價的鐵的化合物，其原因是________。
a．HNO₃的氧化性比KNO₃弱
b．反應的溫度不夠
c．HNO₃的熱穩定性比KNO₃差
d．FeO₄^2－不能存在于酸性溶液中
（6）現有儀器和藥品：試管和膠頭滴管，0.1mol/LKSCN溶液、0.2mol/L酸性KMnO₄溶液、0.1mol/LKI溶液、氯水等。請你設計一個簡單實驗，探究A裝置燒杯里完全反應后含鐵可能的價態，填寫下列實驗報告：

實驗步驟	操作	現象與結論
第一步	取少量液體裝于試管，向試 管中滴入幾滴KSCN溶液。
第二步		若溶液紫色褪去，則說明含有Fe2+； 若無明顯變化，則說明不含Fe2+。

 

Answer 1

（1）關閉止水夾，從左管處加水，使U形管兩端形成液面差，一段時間后，
液面差沒有變化，說明氣密性良好（沒有關閉止水夾不得分）
（2）不溶于水的塊狀固體，不需要加熱     
（3）2.95mol/L（沒單位不得分）    量筒
（4）產生紅棕色氣體    吸收二氧化氮
（5）d
（6）若溶液呈血紅色，則說明含Fe³⁺，若不顯血紅色，證明沒有Fe³⁺  取少量液體裝于試管，向試管中滴入幾滴酸性KMnO₄溶液

解析試題分析：（1）請簡述檢驗它的氣密性的方法關閉止水夾，從左管處加水，使U形管兩端形成液面差，一段時間后，液面差沒有變化，說明氣密性良好。
（2）該題考查的是啟譜發生器的制備大批量，要保證使固液分離，要滿足制備物質是不溶于水的塊狀固體，不需要加熱來制備的某種氣體。
（3）設溶液的體積為v L，可得c=1.10v*1000*16.9%v69=2.95mol/L。用濃溶液來配制稀溶液，前提是溶質的量前后相等，所需的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和量筒。
（4）A裝置中鐵線和稀硝酸反應了生成一氧化氮氣體，當遇到氧氣時變成紅棕色，干燥管中觀察到的現象是產生紅棕色氣體。
（5）稀硝酸即使換成濃硝酸，也不能生成+6價的鐵的化合物，其原因是FeO₄^2－不能存在于酸性溶液中。
（6）可通過三價鐵離子與KSCN溶液反應顯紅色檢驗三價鐵離子。二價鐵離子能與酸性KMnO₄溶液發生氧化還原反應而褪色，可進行檢驗，故為：

實驗步驟	操作	現象與結論
第一步	取少量液體裝于試管，向試 管中滴入幾滴KSCN溶液。	若溶液呈血紅色，則說明含Fe3+，若不顯血紅色，證明沒有Fe3+
第二步	取少量液體裝于試管，向試管中滴入幾滴酸性KMnO4溶液	若溶液紫色褪去，則說明含有Fe2+； 若無明顯變化，則說明不含Fe2+。

考點：本題主要考查氣體制備裝置的檢驗方法，物質的量濃度的計算，實驗方案的設計。