Question

【題目】某學(xué)生欲通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證Fe2+的性質(zhì)．
（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前，依據(jù)Fe2+的性，填寫了下表．

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	反應(yīng)的離子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入數(shù)滴濃硝酸，振蕩	試管中產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液顏色逐漸變黃	Fe2++NO +2H+=Fe3++NO2↑+H2O

依照表中操作，該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．觀察到液面上方氣體逐漸變?yōu)榧t棕色，但試管中溶液顏色卻變?yōu)樯钭厣��?/span>
（2）為了進(jìn)一步探究溶液變成深棕色的原因，該同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．向原新制FeSO4溶液和反應(yīng)后溶液中均加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者（加了數(shù)滴濃硝酸的FeSO4溶液）變紅．該現(xiàn)象的結(jié)論是 ．
（3）該同學(xué)通過查閱資料，認(rèn)為溶液的深棕色可能是NO2或NO與溶液中Fe2+或Fe3+發(fā)生反應(yīng)而得到的．為此他利用如圖裝置（氣密性已檢驗(yàn)，尾氣處理裝置略）進(jìn)行探究．ⅰ．打開活塞a、關(guān)閉b，并使甲裝置中反應(yīng)開始后，觀察到丙中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣�，而丁中溶液無明顯變化．
ⅱ．打開活塞b、關(guān)閉a，一段時(shí)間后再停止甲中反應(yīng)．
ⅲ．為與ⅰ中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對照，更換丙、丁后（溶質(zhì)不變），使甲中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟ⅰ中相同．
①銅與足量濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是；
②裝置乙的作用是；
③步驟ⅱ的目的是；
④該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是 ．
（4）該同學(xué)重新進(jìn)行（1）中實(shí)驗(yàn)，觀察到了預(yù)期現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)操作是 ．

Answer 1

【答案】
（1）還原
（2）Fe2+被硝酸氧化為Fe3+
（3）Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO）3+2NO2↑+2H2O；使NO2轉(zhuǎn)化為NO；排出乙右側(cè)裝置中殘留的NO2；溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）
（4）向盛有濃硝酸的試管中滴入數(shù)滴新制FeSO4溶液，振蕩
【解析】解：（1）亞鐵離子與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子被氧化為鐵離子，溶液變?yōu)辄S色，同時(shí)硝酸被還原為二氧化氮，離子方程式為Fe2++NO3﹣+2H+=Fe3++NO2+H2O中，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+ ， 化合價(jià)升高，顯示還原性，所以答案是：還原；（2）向原新制FeSO4溶液中和反應(yīng)后溶液中均加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者變紅，而由于Fe3+遇KSCN溶液顯血紅色，故可以說明滴入的硝酸將Fe2+氧化為了Fe3+ ，
所以答案是：Fe2+被硝酸氧化為Fe3+；（3）I、打開活塞a，關(guān)閉b時(shí)，反應(yīng)生成的NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象；
II、打開活塞b、關(guān)閉a，乙中需盛裝水溶液，使NO2與水反應(yīng)生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
III、為與Ⅰ中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對照，更換丙，丁后，使甲中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟Ⅰ中相同，即NO通入FeSO4溶液后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象．
①銅被濃硝酸氧化為Cu（NO3）2 ， 濃硝酸被還原為NO2 ， 根據(jù)得失電子數(shù)守恒可知化學(xué)方程式為：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O，
所以答案是：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；
②裝置乙裝有的液體是水，作用是通過反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO，使NO2轉(zhuǎn)化為NO，來驗(yàn)證NO與溶液中Fe 2+或Fe 3+發(fā)生的反應(yīng)，
所以答案是：使NO2轉(zhuǎn)化為NO；
③裝置乙有殘留的NO2 ， 所以需要反應(yīng)一段時(shí)間后，利用生成的NO來排出裝置中的NO2 ， 從而可以獲得純凈的NO，
所以答案是：排出乙右側(cè)裝置中殘留的NO2；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)I和III的現(xiàn)象可知，溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）
所以答案是：溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）；（4）由于實(shí)驗(yàn)I的現(xiàn)象是NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現(xiàn)象，故可以向盛有濃硝酸的試管中滴入數(shù)滴新制的FeSO4溶液，震蕩，濃硝酸被還原為NO2 ， Fe2+被氧化為Fe3+ ， 此時(shí)溶液應(yīng)該無明顯的顏色變化，
所以答案是：向盛有濃硝酸的試管中滴入數(shù)滴新制FeSO4溶液，振蕩．