Question

鐵及其化合物在日常生活中應用廣泛，請回答下列問題：
（1）Fe（NO₃）₃?9H₂O易溶于水，微溶于硝酸，主要用作催化劑和媒染劑．工業(yè)上用細鐵屑與稀硝酸反應制備，主要流程如圖1：
①Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示）：

 

；
②耐酸反應器中可以觀察到的現(xiàn)象是

 

；制備過程中需控制加入鐵屑的量，當觀察到

 

的現(xiàn)象時應停止加入鐵屑；
③制得的Fe（NO₃）₃?9H₂O用20% HNO₃洗滌，其原因是

 

；
④若在實驗室中進行蒸發(fā)濃縮、降溫結晶的操作，則所需的儀器有

 

；
（2）某興趣小組在實驗室用圖2裝置制取Fe（NO₃）₃（固定所用儀器和加熱裝置未畫出）．
①裝置中圓底燒瓶上方長導管的作用是

 

；
②燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式：

 

；

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：

分析：（1）①碳酸鈉在溶液中水解顯堿性，可以除油污；
②金屬鐵可以和稀硝酸反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水；要制得Fe³⁺，故加入的鐵粉的量不能過量，否則會生成Fe²⁺，可以觀察反應的氣泡，也可以依據(jù)反應溶液的顏色變化判斷；
③洗滌晶體表面的雜質，降低晶體溶解性，減少晶體損耗；
④蒸發(fā)濃縮、降溫結晶的操作，所需儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒、坩堝鉗，據(jù)此回答；
（2）①依據(jù)反應物的性質可知易揮發(fā)出的物質可以利用長玻璃管冷凝回流提高反應物的利用率，同時起到導氣的作用；
②稀硝酸與Fe反應生成Fe（NO₃）₃、NO和水．

解答： 解：（1）①碳酸鈉在溶液中水解顯堿性，可以除油污，其水解的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
②金屬鐵可以和稀硝酸反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水，硝酸鐵溶液顯示黃色，一氧化氮遇到氧氣即變?yōu)槎�氧化氮紅棕色的氣體，要制得Fe³⁺，故加入的鐵粉的量不能過量，否則會生成Fe²⁺，反應器中產生氣泡的速率明顯變慢，停止加入鐵屑，
故答案為：鐵屑溶解，溶液變?yōu)辄S色，有無色氣體產生，在液面上氣體變?yōu)榧t棕色（后又變?yōu)闊o色）；反應器中產生氣泡的速率明顯變慢；
③Fe（NO₃）₃?9H₂O易溶于水，微溶于硝酸，制得的Fe（NO₃）₃?9H₂O用20%HNO₃洗滌的目的是洗去晶體表面的雜質，減少晶體損耗，
故答案為：洗滌除去晶體表面附著的雜質，用20%HNO₃洗滌可降低洗滌過程中晶體的損耗；
④蒸發(fā)濃縮、降溫結晶的操作，所需儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒、坩堝鉗，
故答案為：鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒、坩堝鉗；
（2）①硝酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的硝酸可以利用長玻璃管冷凝回流提高反應物的利用率，同時起到導氣的作用，故答案為：導氣兼冷凝回流；
②稀硝酸與Fe反應生成Fe（NO₃）₃、NO和水，其反應的離子方程式為：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點評：本題考查了物質制備實驗的設計和分析，題目涉及的知識點較多，側重于實驗能力和分析能力的考查，注意把握流程中的反應條件和反應實質理解是解題關鍵，題目難度中等．