Question

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，填写了表格．

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	试管中产生红综色气体，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为深棕色的原因，该同学进行如下实验．

（2）向原新制FeSO₄溶液和反应溶液后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红．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Fe³⁺或Fe²⁺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，而丁中溶液并无明显变化．

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，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

（1）还原；（2）Fe2+被硝酸氧化为Fe3+；（3）① Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；

② 使NO2转化为NO；③ 排出乙右侧装置中残留的NO2；④ 溶液的深棕色是由Fe2+与NO或NO2作用得到；（4）向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡．

【解析】

试题分析：（1）在离子方程式Fe2++NO3﹣+2H+=Fe3++NO2+H2O中，Fe2+被氧化为Fe3+，显示还原性，

答案为：还原；（2）向原新制FeSO4溶液中和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红，而由于Fe3+遇KSCN溶液显血红色，故可以说明滴入的硝酸将Fe2+氧化为了Fe3+，答案为：Fe2+被硝酸氧化为Fe3+；（3）I、打开活塞a，关闭b时，反应生成的NO2气体通入了FeSO4溶液中后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象；II、打开活塞b、关闭a，乙中需盛装水溶液，使NO2与水反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；III、为与Ⅰ中实验进行对照，更换丙，丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤Ⅰ中相同，即NO通入FeSO4溶液后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象．①铜被浓硝酸氧化为Cu（NO3）2，浓硝酸被还原为NO2，根据得失电子数守恒可知化学方程式为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O，答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；②装置乙装有的液体是水，作用是通过反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，使NO2转化为NO，来验证NO与溶液中Fe 2+或Fe 3+发生的反应，答案为：使NO2转化为NO；③装置乙有残留的NO2，所以需要反应一段时间后，利用生成的NO来排出装置中的NO2，从而可以获得纯净的NO，答案为：排出乙右侧装置中残留的NO2；④根据实验I和III的现象可知，溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+反应得到的，答案为：溶液的深棕色是由Fe2+与NO或NO2作用得到；（4）由于实验I的现象是NO2气体通入了FeSO4溶液中后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象，故可以向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制的FeSO4溶液，震荡，浓硝酸被还原为NO2，Fe2+被氧化为Fe3+，此时溶液应该无明显的颜色变化，答案为：向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡．

考点：考查无机化学实验、氧化还原反应