Question

14．甲、乙兩同學用如圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應的產(chǎn)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，氣生成的產(chǎn)物有有+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
甲的實驗操作和現(xiàn)象記錄如下：

實驗操作	實驗現(xiàn)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(xiàn)象．
加熱燒瓶，反應開始后停止加熱．	①A中有紅棕色氣體產(chǎn)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

請回答下列問題：
（1）滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發(fā)生．
（2）檢驗是否生成-3價氮的化合物，應進行的實驗操作是取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口．若試紙變藍，則A中生成NH₄⁺．
（3）甲取少量B中溶液，加熱，實驗現(xiàn)象是棕色溶液變淺（或綠），無色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色．甲依據(jù)該現(xiàn)象得出的結論是A中有NO生成．請用化學平衡原料解釋原因：FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0正反應放熱，加熱后，平衡向逆反應方向移動．
（4）乙認為甲得出A中有NO生成的證據(jù)不足．為獲取充足的證據(jù)，乙仍采用該裝置和操作進行對照實驗，乙作出的改變是濃硝酸換成稀硝酸，此時A中首先發(fā)生反應的離子方程式是Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，證明有NO生成的實驗現(xiàn)象是A中沒有紅棕色氣體生成，B中溶液變?yōu)樽厣��?br />（5）證明A溶液中是否含有Fe²⁺和Fe³⁺，選擇的藥品是（填序號）cd．
a．鐵粉　　　b．溴水　　　　c．鐵氰化鉀溶液　　　　d．硫氰化鉀溶液．

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）若有-3價氮的化合物生成，應生成NH₄⁺，檢驗A溶液中是否有NH₄⁺離子即可；
（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）亞鐵離子和鐵鉄氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液．

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(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，所以滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象，
故答案為：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）生成-3價氮的化合物是氨氣，氨氣極易溶于水生成氨水，氨水電離生成銨根離子，檢驗銨根離子的方法是：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口．若試紙變藍，則A中生成NH₄⁺，
故答案為：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口．若試紙變藍，則A中生成NH₄⁺；
（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：棕色溶液變淺（或綠），無色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色；FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0 正反應放熱，加熱后，平衡向逆反應方向移動；
（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：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O，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：濃硝酸換成稀硝酸；Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O；A中沒有紅棕色氣體生成，B中溶液變?yōu)樽厣��?br />（5）亞鐵離子的特征反應是：亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子的特征反應是：鐵離子和無色的硫氰化鉀溶液反應血紅色溶液，
答案為：cd．

點評 本題考查性質方案的設計，題目難度中等，涉及鐵、硝酸的性質，銨根離子、鐵離子和亞鐵離子的檢驗，為高考熱點，注意常溫時，鐵和濃硝酸不是不反應，而是發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，阻止了進一步反應，為易錯點，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．