Question

19．甲，乙兩同學用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+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0．
Ⅲ．NO₂和NO都能被KMnO₄氧化吸收
Ⅳ．鐵氰化鉀化學式為K₃[Fe（CN）₆]：亞鐵氰化鉀化學式為K₄[Fe（CN）₆]
3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓（藍色沉淀）
4Fe³⁺+3[Fe（CN）₆]^4-═Fe₄[Fe（CN）₆]₃↓（藍色沉淀）
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，氣體顏色逐漸變淺； 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，得100mL的溶液

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B
A．常溫下鐵和濃硝酸不反應
B．鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發(fā)生
C．反應需要催化劑
（2）甲的實驗操作中通入CO₂的主要目的是A
A．排除反應體系中的空氣，防止干擾
B．將產生的氣體壓入后續(xù)裝置吸收
C．維持系統(tǒng)內壓強平衡
（3）甲取少量B中溶液，加熱，現象是AD
A．棕色溶液變淺綠色     B．棕色溶液變無色   C．有紅棕色氣體逸出
D．有無色氣體逸出       E．產生紅褐色沉淀
（4）乙認為有NO生成的證據不足．乙仍采用該裝置和操作進行對照實驗，濃硝酸換成稀硝酸，證明有NO生成的實驗現象是A中沒有紅棕色氣體生成B中溶液變?yōu)樽厣?br />（5）將A所得溶液稀釋至500mL，取少量稀釋后的溶液調節(jié)pH后，滴加鐵氰化鉀溶液有藍色沉淀生成．另取稀釋后的溶液25.00mL加入過量的KI固體，充分反應后pH至7左右，滴入幾滴淀粉溶液做指示劑，用0.25mo1/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，共消耗Na₂S₂O₃溶液16.00mL．（己知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），則A中所得溶液的c（Fe³⁺）=0.16mo1/L．

Answer 1

分析 （1）常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發(fā)生；
（2）甲的實驗操作中通入CO₂的目的是排除裝置內的空氣；
（3）B中溶液變棕色，說明B中有Fe（NO）SO₄生成，反應FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）的正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，棕色溶液變淺（或綠），生成的NO與氧氣反應生成二氧化氮，氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色；
（4）銅和濃硝酸反應生成紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮和水反應生成一氧化氮，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，如果硫酸亞鐵溶液再變成棕色則說明有NO生成；
（5）Fe²⁺和鐵氰化鉀溶液反應生成特征藍色沉淀；依據氧化還原反應，結合化學方程式定量關系計算得到，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；2S₂O₃^2-～I₂～2Fe³⁺．

解答 解：（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，故選B，
故答案為：B；
（2）甲的實驗操作中通入CO₂的主要目的是排除反應體系中的空氣，防止干擾，故選A，
故答案為：A；
（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?yōu)榧t棕色，應為可逆反應FeSO₄+NO?Fe（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：AD；
（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?yōu)樽厣�，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：沒有紅棕色氣體生成，溶液變?yōu)樽厣��?br />（5）Fe²⁺和鐵氰化鉀溶液反應3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓（藍色沉淀），生成特征藍色沉淀，所以由此證明A溶液中含有Fe²⁺，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
2S₂O₃^2-～I₂～2 Fe³⁺；
2                           2
0.25×16×10^-3mol   n（Fe³⁺）
n（Fe³⁺）=4×10^-3mol，
則A中所得溶液的c（Fe³⁺）=$\frac{4×1{0}^{-3}mol}{25×1{0}^{-3}L}$=0.16mol/L，
故答案為：0.16；

點評 本題考查鐵、硝酸的性質，亞鐵離子的檢驗和計算是高考熱點，注意：常溫時，鐵和濃硝酸不是不反應，而是發(fā)生了鈍化現象，阻止了進一步反應，為易錯點，題目難度中等．