Question

(15分)某校化學興趣小組為了探究粗鐵粒（含有少量金屬銅雜質）與某濃度硝酸反應，設計了如下探究活動：
探究一
（1）將粗鐵粒投入某濃度硝酸中，某同學觀察該實驗現象時發現，反應進行一段時間后，反應開始逐漸加快。請分析反應逐漸加快的可能原因
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（2）另稱取粗鐵粒10 g放入某濃度硝酸中，充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y。為了探究溶液X中鐵元素的價態,同學甲設計如下實驗：有藥品和儀器：0.1mol·L^-1 KSCN溶液；0.1 mol·L^-1 KI溶液；0.2 mol·L^-1酸性高錳酸鉀溶液；氯水等；試管和滴管
請你設計簡單實驗，探究上述猜想是否正確，填寫下列實驗報告：

實驗步驟	現象	結論	離子方程式
第一步	取2-3 mL溶液裝于試管，向試管中加入幾滴KSCN溶液。
第二步		若溶液紫色褪去，則溶液含有Fe2+； 若無明顯變化，則不含Fe3+。

探究二  為了探究氣體Y的成分，同學乙設計了如下裝置（不考慮NO₂轉化為N₂O₄）

(3)裝置乙的作用：                                                 。
（4）裝置丙收集到滿氣體后，通過氣泡鼓入空氣后，有紅棕色氣體生成，能否確定
氣體Y中含NO？說明理由。
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(5) 同學丁為了探究氣體Y的組成，將224mL氣體Y通入足量的NaOH溶液中，氣體被完全吸收，所得溶液再用0.15 mol·L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，消耗20 mLKMnO₄溶液。
則氣體Y中NO、NO₂的體積比為           。
（已知2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O和NO₂+NO+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O）

Answer 1

（1）①反應放熱，一段時間后溶液溫度升高，反應速率加快；②由于鐵中含雜質銅，反應時形成Fe-Cu 微型原電池，加快反應速率。（2分）
(2 )(4分)

步驟	操作	現象與結論	可能的離子方程式
第1步		若溶液變紅色，則溶液含有Fe3+； 若無現象，則不含Fe3+	Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
第2步	另取少量溶液裝于試管，向試管里滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液		5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

(3)驗證NO₂的存在并除去NO₂（3分）
（4）不能確定，由于NO₂與水反應也能生成NO，故不能確定氣體Y中含NO。（3分）
(5)  1∶3（3分）

解析