Question

5．某校化學(xué)興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行探究鐵與濃硝酸的反應(yīng)．
Ⅰ．硝酸性質(zhì)的探究：
（1）加熱前，鐵絲遇濃硝酸沒有明顯現(xiàn)象，其原因是濃硝酸使鐵鈍化；
（2）加熱后，B中出現(xiàn)紅棕色氣體，該反應(yīng)中硝酸呈現(xiàn)的性質(zhì)是酸性和氧化性，為防止污染，C中的溶液應(yīng)為NaOH（填化學(xué)式）溶液．
Ⅱ．產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的探究：
（3）提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：產(chǎn)物中只有+3價鐵；
假設(shè)2：產(chǎn)物中只有+2價鐵；
假設(shè)3：產(chǎn)物中既有+2價鐵也有+3價鐵．
（4）設(shè)計實(shí)驗(yàn)：
分別取反應(yīng)后大試管A中的溶液裝入兩支試管甲、乙，在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液；在乙試管中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象．
①若現(xiàn)象為：甲試管沒有明顯變化，乙試管中溶液變紅色，則假設(shè)1正確；
②若現(xiàn)象為：甲試管中溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化，則假設(shè)2正確；
③若現(xiàn)象為：若甲、乙試管中均有明顯現(xiàn)象發(fā)生，則假設(shè)3正確．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
該小組某次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，經(jīng)檢測僅含F(xiàn)e³⁺，他們根據(jù)B試管中氣體顏色逐漸變淺，判斷產(chǎn)物中既有NO₂也有NO生成，請寫出裝置A中生成NO反應(yīng)的離子方程式：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）鐵絲遇冷、濃硝酸發(fā)生鈍化；
（2）反應(yīng)生成硝酸鐵、NO₂，生成硝酸鹽體現(xiàn)酸性，生成NO₂時N元素的化合價降低，生成NO₂污染空氣，用堿液吸收；
（3）根據(jù)鐵元素的化合價提出合理假設(shè)；
（4）根據(jù)+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液腿色，+3價的鐵元素與KSCN溶液形成紅色溶液進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理以及質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)方程式．

解答 解：（1）鐵絲遇濃硝酸沒有明顯現(xiàn)象，其原因是濃硝酸使鐵鈍化，
故答案為：濃硝酸使鐵鈍化；
（2）因硝酸中的N元素的化合價為+5價，NO₂中N元素的化合價為+4價，在該反應(yīng)中N元素的化合價降低，則體現(xiàn)硝酸的氧化性，而硝酸與硝酸中N元素的化合價相同，則體現(xiàn)硝酸具有酸性，生成NO₂污染空氣，用堿液吸收
故答案為：氧化性；酸性；NaOH；
（3）根據(jù)鐵元素的化合價有+2、+3，有三種可能，故還原產(chǎn)物中只有+2價鐵，
故答案為：產(chǎn)物中只有+2價鐵；
（4）根據(jù)+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液褪色，+3價的鐵元素與KSCN溶液形成紅色溶液，所以預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：
①甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色，則產(chǎn)物只有+3價鐵，
故答案為：溶液變紅色；
②+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液褪色，若甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化，則產(chǎn)物中只有+2價鐵元素，
故答案為：溶液紫色褪去；
（5）該小組某次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，經(jīng)檢測僅含F(xiàn)e³⁺，裝置A中生成NO反應(yīng)的離子方程式：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)，題目難度中等，明確鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)方法為解答關(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與評價的原則．