Question

某小组同学通过“FeSO₄被浓HNO₃氧化”的实验，验证Fe²⁺的还原性。

实验一：验证Fe²⁺的还原性

实验操作	预期现象	实验现象
向盛有2 mL FeSO4溶液的试管中，滴入几滴浓硝酸，振荡	试管中产生红棕色气体，溶液变为黄色	试管中产生红棕色气体，溶液变为深棕色

（1）红棕色气体是_______。

（2）实验现象与预期不符，继续进行实验。

取深棕色溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，该现象说明_______。

实验二：探究溶液变为深棕色的原因

（资料与猜想）

查阅资料后猜想，可能是生成的NO₂或NO与溶液中的Fe²⁺或Fe³⁺反应，而使溶液变为深棕色。

（实验与探究）

用下图所示装置进行实验（气密性已检验，尾气处理已略去）

i. 关闭c，打开a和b，通入N₂，一段时间后关闭a；

ii. 向甲中加入适量浓HNO₃，一段时间后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化；

iii. 关闭b、打开c，更换丙、丁中的溶液（试剂不变）；

iv. 继续向甲中加入浓HNO₃，一段时间后观察到了与ii相同的实验现象。

（1）通入N₂的目的是________。

（2）铜与浓硝酸反应的化学方程式是________。

（3）装置乙的作用是________。

（4）实验结论是________。

（反思与改进）

实验三：验证Fe²⁺的还原性

该小组同学依据实验二的结论改进了实验一，观察到了预期现象，其实验操作是________。

Answer

二氧化氮Fe2+具有还原性。（答“溶液中有Fe3+”得分）排净装置内的空气。Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O使NO2转化为NO。溶液的深棕色是由于Fe2+与NO发生了反应，也可能是由于Fe2+与NO2发生了反应，不是由于Fe3+与NO或NO2发生反应。向盛有2 mL浓硝酸的试管中滴入几滴FeSO4溶液，振荡。

【解析】

实验一：（1）硝酸将Fe2+氧化为Fe3+的同时被还原生成NO，NO遇空气生成二氧化氮，故红棕色气体是二氧化氮；

（2）取深棕色溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，该现象说明Fe2+具有还原性，被氧化生成Fe3+，溶液中有Fe3+，与KSCN溶液反应使溶液变为红色；

实验二：（1）为防止产生的NO遇空气中的氧气反应生成二氧化氮，通入N2的目的是排净装置内的空气；

（2）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式是Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；

（3）装置乙的作用是利用水与二氧化氮反应，使NO2转化为NO；

（4）实验结论是溶液的深棕色是由于Fe2+与NO发生了反应，也可能是由于Fe2+与NO2发生了反应，不是由于Fe3+与NO或NO2发生反应；

实验三：该小组同学依据实验二的结论改进了实验一，向盛有2 mL浓硝酸的试管中滴入几滴FeSO4溶液，振荡。