Question

為探究Fe(NO₃)₂等硝酸鹽熱分解產物和產物的性質，某化學小組開展如下探究性學習：
【查閱資料】金屬活潑性不同，其硝酸鹽分解產物不同。
（1）K→Na活潑金屬的硝酸鹽分解生成亞硝酸鹽和氧氣；
（2）Mg→Cu等較活潑金屬的硝酸鹽分解生成氧化物、NO₂和O₂；
（3）Hg以后不活潑金屬的硝酸鹽分解生成金屬單質、NO₂和O₂。
2KNO₃2KNO₂↑+O₂↑
2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑ 
2AgNO₃2Ag+2NO₂↑+O₂↑
【實驗一】探究Fe(NO₃)₂熱分解固體產物中Fe元素的價態。該小組甲同學將其溶于足
量的稀H₂SO₄得到相應兩份溶液，進行以下探究實驗。
【提出猜想】猜想一：Fe元素只顯+2價；
猜想二：Fe元素只顯+3價；
猜想三：Fe元素____          _____。
【實驗操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液②將稀酸性KMnO₄溶液中滴入另一份溶液
【實驗現象】實驗①                       ；實驗②                       。
【實驗結論】猜想二成立，則Fe(NO₃)₂分解的化學方程式是                      。
【實驗二】探究Fe(NO₃)₂熱分解氣體產物的性質。小組乙、丙同學進行了如下圖所示的實驗（收集時操作恰當，幾乎沒有空氣）

實驗步驟：①連接儀器；②檢查裝置氣密性；③取一定質量Fe(NO₃)₂裝于大試管，并重
新連接好儀器；④加熱；⑤……
（1）乙同學使用A裝置收集氣體，恰好收集到常溫常壓下27mL的紅棕色氣體，為確保數據的準確性，讀數時必須                            。
（2）乙同學用帶火星木條檢驗量筒內氣體時，發現木條燃燒，且顏色變淺甚至無色，下列判斷中正確的是       。
a．氣體中只有NO₂    b．氣體是O₂、NO₂的混合物
c．支持燃燒的氣體只有O₂ d．NO₂支持燃燒
（3）丙同學取等質量的Fe(NO₃)₂使用B裝置收集氣體，可收集到    mL氣體。
【實驗三】探究固體混合物的成分。小組丁同學取KNO₃、Cu(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂的混合粉末充分加熱后用排水法未收集到任何氣體，則KNO₃、Cu(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂的物質的量之比可能是（    ）

A．1:2:2

B．2:1:3

C．1:2:3

D．3:8:6

Answer 1

【實驗一】【提出猜想】 既有+2價又有+3價（1分）
【實驗現象】溶液呈血紅色（2分）  稀酸性KMnO₄溶液不褪色。（2分）
【實驗結論】2Fe(NO₃)₂Fe₂O₃+8NO₂↑+O₂↑（2分）
【實驗二】（1）調節量筒，使量筒液面與水槽液面在同一高度（2分）
（2）bd （2分） （3）4 （2分）
【實驗三】AD（2分，多選、錯選不得分，選對1個得1分）

試題分析：（1）Fe元素有+2價、+3價，所以猜想三：Fe元素既有+2價又有+3價。（2）根據固體物質中有+3價Fe，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應變紅，向另一份溶液中滴入酸性KMnO₄稀溶液，KMnO₄溶液顏色無明顯變化；（3）Fe（NO₃）₂熱分解生成了氧化鐵，二氧化氮和氧氣，方程式：4Fe（NO₃）₃ 2Fe₂O₃+4NO₂↑+11O₂↑；【實驗二】（1）（1）乙同學使用A裝置收集氣體，恰好收集到常溫常壓下27mL的紅棕色氣體，為確保數據的準確性，讀數時必須調節量筒，使量筒液面與水槽液面在同一高度。（2）乙同學用帶火星木條檢驗量筒內氣體時，發現木條燃燒，且顏色變淺甚至無色，說明紅棕色氣體參加了反應，b．氣體是O₂、NO₂的混合物d．NO₂支持燃燒兩者都有可能。（3）根據反應4Fe（NO₃）₂2Fe₂O₃+8NO₂+O₂，生成27ml氣體中二氧化氮占了8/9，則為24mlNO₂和3mlO₂。再通過水后被水吸收，3mlO₂完全被水吸收需要12mlNO₂，剩余12mlNO₂再被水吸收生成4ml一氧化氮氣體。【實驗三】根據三個反應2KNO₃2KNO₂↑+O₂↑；2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑； 2Fe(NO₃)₂Fe₂O₃+8NO₂↑+O₂↑，混合粉末充分加熱后用排水法未收集到任何氣體，說明三個反應中生成的氣體物質的量之比NO₂↑：O₂↑=4：1，通過選項答案驗證，AD正確。