Question

【題目】某學(xué)生欲探究FeSO4溶液與濃HNO3的反應(yīng)。

該同學(xué)向盛有FeSO4溶液的試管中滴入數(shù)滴濃硝酸，并振蕩試管，預(yù)期現(xiàn)象為試管中會(huì)立即產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液焰色逐漸變黃。但實(shí)際操作時(shí)觀察到液面上方氣體變化紅棕色，且試管中溶液顏色變?yōu)樯钭厣��?/span>

為了進(jìn)一步探究溶液變?yōu)樯钭厣�的原因，該同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

回答下列問題

(1)向FeSO4溶液和反應(yīng)后溶液中加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者變紅，該現(xiàn)象的結(jié)論是________。

(2)該同學(xué)通過查閱資料，認(rèn)為溶液的深棕色可能是NO2或NO與溶液中Fe2+或Fe3+發(fā)生反應(yīng)而得到的。為此他利用如圖裝置（氣密性已檢驗(yàn)，尾氣處理裝備略）進(jìn)行探究。

Ⅰ.打開活塞a、關(guān)閉b，并使甲裝置中反應(yīng)開始后，觀察到丙中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣�，而丁中溶液無明顯變化。

Ⅱ.打開活塞b、關(guān)閉a，一段時(shí)間后再停止甲中反應(yīng)。

Ⅲ.為與Ⅰ中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照重新更換丙、丁后，使甲中反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行步驟Ⅰ實(shí)驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象與步驟Ⅰ中相同。

①銅與足量濃硝酸反應(yīng)的離子方程式是_______________。

②裝置乙的試劑為____________________。

③步驟Ⅱ的目的是_______________________。

④該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是______________________。

(3)該同學(xué)重新進(jìn)行FeSO4溶液與濃HNO3的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，觀察到了預(yù)期現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)操作是_________，反應(yīng)的離子方程式為___________________

Answer 1

【答案】⑴原溶液中不含F(xiàn)e3+，反應(yīng)后溶液中含有Fe3+

⑵①Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2+2H2O ②水 ③排除乙右側(cè)裝置中的殘留的NO2 ④ NO、NO2可以與Fe2+水溶液作用產(chǎn)生深棕色，但Fe3+不行

⑶向盛有濃硝酸的試管中，滴入數(shù)滴新制FeSO4溶液 Fe2++2H++NO3-=Fe3++NO2+H2O

【解析】（1）向原新制FeSO4溶液中和反應(yīng)后溶液中均加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者變紅，而由于Fe3+遇KSCN溶液顯血紅色，故可以說明原溶液中不含F(xiàn)e3+，反應(yīng)后溶液中含有Fe3+；

（2）①銅和濃硝酸反應(yīng)的方程式為Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；②打開活塞b、關(guān)閉a，乙中需盛裝水溶液，使NO2與水反應(yīng)生成NO，來驗(yàn)證NO與溶液中Fe2+或Fe3+發(fā)生的反應(yīng)：③裝置乙有殘留的NO2，所以需要反應(yīng)一段時(shí)間后，利用生成的NO來排出裝置中的NO2，從而可以獲得純凈的NO；④打開活塞a，關(guān)閉b時(shí)，反應(yīng)生成的NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象；為與Ⅰ中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照，更換丙，丁后，使甲中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟Ⅰ中相同，即NO通入FeSO4溶液后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)論是NO、NO2可以與Fe2+水溶液作用產(chǎn)生深棕色，但Fe3+不行；（3）由于實(shí)驗(yàn)I的現(xiàn)象是NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象，故可以向盛有濃硝酸的試管中滴入數(shù)滴新制的FeSO4溶液，震蕩，濃硝酸被還原為NO2，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，此時(shí)溶液應(yīng)該無明顯的顏色變化，反應(yīng)的方程式為 Fe2++2H++NO3-=Fe3++NO2+H2O。