Question

（15分）某学生欲通过实验方法验证Fe²⁺的性质。

（1）该同学在实验前，依据Fe²⁺的      性，填写了下表。

实验操作	预期现象	反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡	试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄	Fe^2++NO+2H^+=Fe^3++NO2↑+H2O

依照表中操作，该同学进行实验。观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色。

为了进一步探究溶液变成深棕色的原因，该同学进行如下实验。

（2）向原新制FeSO₄溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者（加了数滴浓硝酸的FeSO₄溶液）变红。该现象的结论是      。

（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO₂或NO与溶液中Fe²⁺或Fe³⁺发生反应而得到的。为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究。

ⅰ.打开活塞a、关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化。

ⅱ.打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应。

ⅲ.为与ⅰ中实验进行对照，更换丙、丁后（溶质不变），使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同。

①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是      ；

②装置乙的作用是      ；

③步骤ⅱ的目的是      ；

④该实验可得出的结论是      。

（4）该同学重新进行（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是      。

Answer

（15分）

（1）还原 （2分）

（2）Fe2+被硝酸氧化为Fe3+ （2分）

（3）①Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O （2分） ②使NO2转化为NO（2分）

③排出乙右侧装置中残留的NO2（2分）

④溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到）（2分）

（4）向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡（3分）

【解析】

试题分析：（1）亚铁离子与浓硝酸发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化为铁离子，溶液变为黄色，同时硝酸被还原为二氧化氮，有红棕色气体产生，所以体现亚铁离子的还原性；

（2）向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者（加了数滴浓硝酸的FeSO4溶液）变红，因为铁离子与KSCN溶液反应，使溶液变红色，说明亚铁离子被氧化为铁离子；

（3）①铜与足量浓硝酸反应，生成硝酸铜、NO2、水，化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O ②乙装置的作用是将NO2转化为NO，排除二氧化氮的红棕色对实验的干扰；

③打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应，目的是排出乙右侧装置中残留的NO2，防止干扰；

④由i与iii的实验现象可判断，二氧化氮或NO气体通入硫酸亚铁的溶液变为深棕色，而通入硫酸铁溶液中溶液无明显变化，实验该实验的结论是溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到）；

（4）（1）中是向硫酸亚铁溶液中滴加浓硝酸，亚铁离子过量，导致生成的二氧化氮或NO将亚铁离子氧化，溶液变为深棕色，若想看到预期的现象，则应使硝酸过量，亚铁离子不足，则应进行的操作是向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡。

考点：考查对实验方案的评价与设计，离子的检验