问题 问答题

甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物.

文献记载:I.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物.

II.FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H<0.

III.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收.

甲的实验操作和现象记录如下:

实验操作实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹.
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞.无明显现象.
加热烧瓶,反应开始后停止加热.①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅; B中溶液变棕色; C中溶液紫色变浅.

②反应停止后,A中无固体剩余.

请回答下列问题:

(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______.

(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是______.

(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是______.请用化学平衡原理解释原因:______.甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成.

(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足.为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是______,证明有NO生成的实验现象是______.

(5)证明A溶液中是否含有Fe2+和Fe3+,选择的药品是(填序号)______.

a.铁粉   b.溴水    c.鉄氰化钾溶液    d.硫氰化钾溶液.

答案

(1)常温时,铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了铁和浓硝酸进一步反应,即产生钝化现象,所以滴入浓硝酸加热前没有明显现象,

故答案为:常温时,铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生;

(2)生成-3价氮的化合物是氨气,氨气极易溶于水生成氨水,氨水电离生成铵根离子,检验铵根离子的方法是:取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口.若试纸变蓝,则A中生成NH4+,故答案为:取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口.若试纸变蓝,则A中生成NH4+

(3)取少量B中溶液,加热,棕色溶于变浅,有无色气体逸出,且该气体在空气中变为红棕色,应为可逆反应FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致Fe(NO)SO4(棕色)降低,所以溶液颜色变浅,故答案为:棕色溶液变浅(或绿),无色气体逸出,且在空气中变为红棕色;FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H<0 正反应放热,加热后,平衡向逆反应方向移动;

(4)二氧化氮和水反应生成的一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色,所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中NO生成,为排除生成的NO干扰,把浓硝酸换成稀硝酸,稀硝酸和铜反应生成无色的一氧化氮,没有二氧化氮生成,则A中气体是无色的,且B中溶液变为棕色,则说明生成的一氧化氮和硫酸亚铁反应生成棕色,从而说明A中无色气体是一氧化氮,

故答案为:浓硝酸换成稀硝酸;A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色;

(5)亚铁离子的特征反应是:亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,铁离子的特征反应是:铁离子和无色的硫氰化钾溶液反应血红色溶液,故选cd.

解答题
选择题