Question

（14分）Fe、Cu都是人类较早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合

（14分）Fe、Cu都是人类较早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题：（1）甲同学取一束细铜丝用砂纸打磨后在酒精灯上加热至红热，再伸到Cl 2 的集气瓶中。你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是__________________________。（2）乙同学为验证Fe在冷的浓HNO 3 中发生钝化但能和热的浓HNO 3 反应，设计了如图所示的实验，请你指出其中的两处错误：____________________________、_________________________；纠正上述错误后，请你从绿色化学的角度出发，对装置2提出改进建议，使装置2既能控制反应的进行，又能减少氮氧化物的排放：__________________________________________. （3）丙同学在Fe和浓HNO 3 反应后的溶液中加入一块Cu片，Cu片逐渐溶解，反应一段时间后不再溶解（Cu有剩余）。①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO 3 发生反应．他依据的反应现象是___________。②丁同学认为丙同学的结论不完全正确．他的理由是_________________________．（4）请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe 2 ＋ 但不含有Fe 3 ＋ 。说明具体的操作和实验现象_________________________________________。

Answer 1

（每空2分，共14分） （1）Cu能在Cl 2 中燃烧，产生棕黄色的烟 （2）两支试管中的液体均超过试管容积的三分之一 加热液体的试管应与桌面成45°角，向上倾斜而不应垂直向上 将装置2中的铁片改成一段为螺旋状的铁丝，螺旋状的一段深入硝酸中，另一端伸出橡皮塞 （3）①试管上部出现红棕色气体　②Fe和硝酸反应后的溶液中可能有HNO 3 ，但也一定有Fe 3 ＋ ，Fe 3 ＋ 也能和Cu反应而使Cu片溶解 （4）取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色

试题分析：（1）铜在氧气中不燃烧，在氯气中能燃烧产生棕黄色烟，故选氯气． （2）加热液体时，试管内的液体不能超过试管的三分之一，超过三分之一时，加热过程中容易产生暴沸，造成安全事故；加热液体的试管应与桌面成45°角向上倾斜，不能竖直向上；改进后的铜丝容易抽拉，即容易控制反应的进行，从而减少氮氧化物的排放； 故答案为：两只试管中的液体均超过试管容积的1/3；加热液体的试管应与桌面成45°角向上倾斜；既能控制反应的进行又能减少氮氧化物的排放． （3）①二氧化氮能和水反应生成硝酸和一氧化氮，当溶液中硝酸过量时，抑制二氧化氮的溶解，所以可看到气体呈红棕色； 故答案为：试管上部出现红棕色气体． ②硝酸过量时，铁和硝酸反应生成三价铁，三价铁和铜能反应生成二价铁离子和铜离子，从而使铜片溶解，发生反应为 2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ ． 故答案为：2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ ． （4）二氧化氮能发生可逆反应生成四氧化二氮，2NO 2 ?N 2 O 4 ，从而使收集的气体小于0.1mol． 故答案为：2NO 2 ?N 2 O 4 。 点评：本题考查了常见金属铜和铁的化学性质，难度不大，写三价铁离子和铜反应的离子方程式时要注意电荷守恒。