為探究鐵和稀硝酸反應后溶液中鐵元素存在形式，某化學實驗興趣小組設計實驗如下：
提出假設：
假設1：溶液中只有Fe2+；
假設2：
 
；
假設3：
 
．
設計實驗方案、驗證假設：（請完成下列表格）
實驗操作 預期現(xiàn)象與結論
1．
 
 若溶液不變紅，則假設1正確；
若溶液變紅，則假設2或假設3正確
2．另取少許反應后溶液于試管中，滴加1-2滴0.01mol/L KMnO4溶液，振蕩
 
問題分析：
（1）若已知鐵和稀硝酸反應生成標準狀況下NO氣體2.24L，則上述反應中參加反應的硝酸物質的量為
 
；
（2）若假設1正確，請寫出鐵和稀硝酸發(fā)生該反應的離子方程式：
 
；
（3）某同學向反應后溶液中滴加適量NaOH溶液，未發(fā)現(xiàn)白色沉淀產生，由此斷定溶液中沒有Fe2+，他這種說法對嗎？請分析理由：
 
．
分析：根據(jù)鐵元素的價態(tài)為+2、+3價判斷鐵元素存在形式為鐵離子和亞鐵離子，據(jù)此推斷可能存在的三種情況；先使用硫氰化鉀溶液檢驗鐵離子，然后利用亞鐵離子的還原性使用高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子；
（1）根據(jù)反應方程式3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O、Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O可知，消耗硝酸的物質的量為一氧化氮的4倍；
（2）假設1：溶液中只有Fe2+；鐵與稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、一氧化氮和水，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（3）氫氧化鐵為紅褐色沉淀，氫氧化亞鐵為白色沉淀，紅褐色能夠掩蓋白色．
解答：解：鐵和稀硝酸反應后，溶液中鐵元素的存在形式由兩種情況：鐵離子、亞鐵離子，所以溶液中存在三種假設：液中只有Fe2+；溶液中只有Fe3+；溶液中既有Fe2+，又有Fe3+；
檢驗假設方法為：取少許反應后溶液于試管中，滴加1-2滴KSCN溶液，振蕩，若溶液不變紅，則假設1正確；若溶液變紅，則假設2或假設3正確；
另取少許反應后溶液于試管中，滴加1-2滴0.01mol/L KMnO4溶液，振蕩，若KMnO4溶液不褪色，則假設2正確；若KMnO4溶液褪色，則假設1或假設3正確，
故答案為：溶液中只有Fe3+；溶液中既有Fe2+，又有Fe3+；
實驗操作 預期現(xiàn)象與結論
1．取少許反應后溶液于試管中，滴加1-2滴KSCN溶液，振蕩
若KMnO4溶液不褪色，則假設2正確；
若KMnO4溶液褪色，則假設1或假設3正確
【問題分析】
（1）標準狀況下NO氣體2.24L的物質的量為0.1mol，由方程式3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O、Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O可知，消耗硝酸的物質的量為一氧化氮的4倍，所以消耗硝酸物質的量為0.4mol，
故答案為：0.4mol；
（2）假設1中只有亞鐵離子生成，所以鐵與稀硝酸反應的離子方程式為：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O，
故答案為：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O；
（3）鐵離子與氫氧根離子反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，而亞鐵離子與氫氧根反應生成的是白色氫氧化亞鐵，由于紅褐色的氫氧化鐵能夠將白色掩蓋，所以這種說法錯誤，
故答案為：不對，若同時有Fe3+，則Fe（OH）3顏色會將白色掩蓋．
點評：本題考查了鐵離子、亞鐵離子的檢驗，題目難度中等，注意明確亞鐵離子、鐵離子具有的化學性質及檢驗方法，試題培養(yǎng)了學生靈活應用所學知識的能力．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某同學用圖示裝置進行鐵和稀硝酸反應的實驗并進行相關的實驗探究．
a．向廣口瓶內注入足量熱NaOH溶液，將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中．
b．關閉止水夾，點燃紅磷，伸入瓶中，塞好膠塞．
c．待紅磷充分燃燒，一段時間后打開分液漏斗旋塞，向燒杯中滴入300mL 6mol/L的稀硝酸，鐵粉恰好完全溶解．
（一）氣體產物成分探究：
（1）燃燒紅磷的目的是
 
．
（2）為證明氣體產物為NO，步驟c后還缺少的一步主要操作是
 
．
（二）產物中鐵元素價態(tài)探究：
（1）提出合理假設：
假設1：產物只有+3價鐵；
假設2：
 
；
假設3：
 
．
（2）設計實驗：分別取小燒杯中反應后溶液裝入兩支試管甲、乙，在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液；在乙試管中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象．推測實驗現(xiàn)象與結論：
①若現(xiàn)象為：
 
，則假設1正確；
②若現(xiàn)象為：
 
，則假設2正確；
③若現(xiàn)象為：
 
，則假設3正確．
（3）a值范圍為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某同學用如圖裝置進行鐵和稀硝酸反應的實驗探究，實驗步驟為：
A．向廣口瓶內注入足量熱NaOH溶液，將盛有ag純鐵粉的小燒杯放入瓶中．
B．關閉止水夾，點燃紅磷，伸入瓶中，塞好膠塞．
C．待紅磷充分燃燒，一段時間后打開分液漏斗旋塞，向燒杯中滴入120ml 6mol/L的稀硝酸，鐵粉恰好完全溶解．
（一）氣體產物成分探究
①燃燒紅磷的目的
 
．
②為證明氣體產物為NO，該同學在步驟c后打開止水夾，
向瓶內通入少量氧氣，該反應的化學方程式為
 
．
（二）產物中鐵元素價態(tài)探究：
（1）提出合理假設：
假設1：產物中只有+2價鐵；
假設2：
 

假設3：
 

（2）請根據(jù)以下操作填寫預期現(xiàn)象和結論：
實驗操作 預期現(xiàn)象 結論
分別取小燒杯中反應后溶液裝入甲、乙兩支試管，在甲中滴加紫色的酸性KMnO4溶液；在乙中滴加KSCN溶液
 
 
 
 
 
 

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科目：高中化學 來源：2011屆廣東省中山市高三化學模擬試卷（十） 題型：實驗題

（16分）某同學用圖示裝置進行鐵和稀硝酸反應的實驗并進行相關的實驗探究。（相對原子質量Fe：56）

a．向廣口瓶內注入足量熱NaOH溶液，將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中。
b．關閉止水夾，點燃紅磷，伸入瓶中，塞好膠塞。
c．待紅磷充分燃燒，一段時間后打開分液漏斗旋塞，向燒杯中滴入200mL 6mol/L的稀硝酸，鐵粉恰好完全溶解。
（一）氣體產物成分探究
①實驗前如何檢查該裝置的氣密性                               。
②燃燒紅磷的目的是                                  。
③為證明氣體產物為NO，步驟c后還缺少的一步主要操作是___________________。
（二）產物中鐵元素價態(tài)探究：
（1）提出合理假設：
假設1：產物只有+3價鐵；
假設2：                                                   ；
假設3：                                                  。
（2）設計實驗：分別取小燒杯中反應后溶液裝入兩支試管甲、乙，在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液；在乙試管中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。推測實驗現(xiàn)象與結論：
①若現(xiàn)象為：                                    ，則假設1正確；
②若現(xiàn)象為：                                     ，則假設2正確；
③若現(xiàn)象為：                                     ，則假設3正確。
（3）a值范圍為                             。

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科目：高中化學 來源：2010-2011學年湖南省十二校聯(lián)考高三上學期第一次考試化學試卷 題型：填空題

某同學用圖示裝置進行鐵和稀硝酸反應的實驗并進行相關的實驗探究。

 

a.向廣口瓶內注入足量熱NaOH溶液，將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中。

b.關閉止水夾，點燃紅磷，伸入瓶中，塞好膠塞。

c.待紅磷充分燃燒，一段時間后打開分液漏斗旋塞，向燒杯中滴入300mL 6mol/L的稀硝酸，鐵粉恰好完全溶解。

(一)氣體產物成分探究：

(1)燃燒紅磷的目的是　。

(2)為證明氣體產物為NO，步驟c后還缺少的一步主要操作是　　　　　　。

(二)產物中鐵元素價態(tài)探究：

(1)提出合理假設：

假設1：產物只有＋3價鐵；

假設2：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

假設3：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)設計實驗：分別取小燒杯中反應后溶液裝入兩支試管甲、乙，在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液；在乙試管中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。推測實驗現(xiàn)象與結論：

①若現(xiàn)象為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，則假設1正確；

②若現(xiàn)象為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，則假設2正確；

③若現(xiàn)象為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，則假設3正確。

 (3)a值范圍為　　　　　　　　。

 

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