Question

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

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．FeSO 4 +NO?Fe（NO）SO 4 （棕色）△H＜0．III．NO 2 和NO都能被KMnO 4 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CO 2 ，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Fe 2+ 和Fe 3+ ，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．

Answer 1

（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NH 4 + ，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NH 4 + ； （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FeSO 4 +NO?Fe（NO）SO 4 （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）SO 4 （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；FeSO 4 +NO?Fe（NO）SO 4 （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．