【題目】Fe、Cu都是人類較早使用的金屬,某;瘜W研究性學習小組的同學運用實驗的手段研究Fe、Cu以及化合物的相關性質.請你參與研究并回答下列問題:
(1)甲同學取一束細銅絲用砂紙打磨后在酒精燈上加熱至紅熱,再伸到Cl2的集氣瓶中.你認為甲同學在實驗中應該觀察到的現(xiàn)象是
(2)乙同學為驗證Fe在冷的濃HNO3中發(fā)生鈍化但能和熱的濃HNO3反應,設計了如圖1、2所示的實驗,請你指出其中的兩處錯誤:、;糾正上述錯誤后,請你從綠色化學的角度出發(fā),對圖2裝置提出改進建議,使裝置既能控制反應的進行,又能減少氮氧化物的排放:
(3)丙同學在Fe和濃HNO3反應后的溶液中加入一塊Cu片,Cu片逐漸溶解,反應一段時間后不再溶解(Cu有剩余). ①丙同學依據(jù)反應現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應.他依據(jù)的反應現(xiàn)象是
②丁同學認為丙同學的結論不完全正確.他的理由是
(4)請你設計實驗證明在加入Cu片并反應完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+ . 說明具體的操作和實驗現(xiàn)象

【答案】
(1)Cu能在Cl2中燃燒,產(chǎn)生棕黃色的煙
(2)兩只試管中的液體均超過試管容積的 ;加熱液體的試管不與桌面成45°角向上傾斜;將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲,螺旋狀的一端深入硝酸中,另一端伸出橡膠塞
(3)試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體;Fe和硝酸反應后的溶液中可能有HNO3 , 但也一定有Fe3+ , Fe3+也能和Cu反應而使Cu片溶解
(4)取適量反應后的溶液放入試管中,加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再加入少量氯水,溶液變紅則證明溶液中含有Fe2+但不含F(xiàn)e3+
【解析】解:(1)銅在氧氣中不燃燒,在氯氣中能燃燒產(chǎn)生棕黃色煙, 所以答案是:Cu能在Cl2中燃燒,產(chǎn)生棕黃色的煙;(2)加熱液體時,試管內的液體超過試管的三分之一,超過三分之一時,加熱過程中容易產(chǎn)生暴沸,造成安全事故;加熱液體的試管不與桌面成45°角向上傾斜,不能豎直向上;改進后的銅絲容易抽拉,即容易控制反應的進行,從而減少氮氧化物的排放,將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲,螺旋狀的一端深入硝酸中,另一端伸出橡膠塞,既能控制反應的進行又能減少氮氧化物的排放;所以答案是:兩只試管中的液體均超過試管容積的 ;加熱液體的試管不與桌面成45°角向上傾斜;將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲,螺旋狀的一端深入硝酸中,另一端伸出橡膠塞;(3)①二氧化氮能和水反應生成硝酸和一氧化氮,當溶液中硝酸過量時,抑制二氧化氮的溶解,所以可看到氣體呈紅棕色,所以答案是:試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體;②硝酸過量時,鐵和硝酸反應生成三價鐵,三價鐵和銅能反應生成二價鐵離子和銅離子,從而使銅片溶解,發(fā)生反應為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ , 所以答案是:Fe和硝酸反應后的溶液中可能有HNO3 , 但也一定有Fe3+ , Fe3+也能和Cu反應而使Cu片溶解;(4)取適量反應后的溶液放入試管中,加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再加入少量氯水,溶液變紅則證明溶液中含有Fe2+但不含F(xiàn)e3+ , 所以答案是:取適量反應后的溶液放入試管中,加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再加入少量氯水,溶液變紅則證明溶液中含有Fe2+但不含F(xiàn)e3+ . 所以答案是:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+

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物質

熔點(℃)

沸點(℃)

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-98

37.5

0.93

可溶

-48

95

0.90

可溶

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Cc(Na)c(H)c(OH)c(HB)2c(B2)

Dc(Na)2c(B2)2c(HB)

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