Question

【題目】某小組同學通過“FeSO4被HNO3氧化”的實驗，驗證Fe2+的還原性。

實驗一：驗證Fe2+的還原性

實驗操作	預測現象	實驗現象
向盛有2mLFeSO4溶液的試管中，滴入幾滴濃硝酸，振蕩	試管中產生紅棕色氣體，溶液變為黃色	試管中產生紅棕色氣體， 溶液變為深棕色

（1）紅棕色氣體是______________ （填化學式）；

（2）實驗現象與預期不符，繼續進行實驗。取深棕色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變為血紅色，該現象說明____________。

實驗二：探究溶液變為深棕色的原因

〔資料與猜想〕查閱資料后猜想，可能是生成的NO2或者NO與溶液中的Fe2+或Fe3+反應，而使溶液變為深棕色。

〔實驗與探究〕用下圖所示裝置進行實驗，步驟及現象如下：（裝置的氣密性已檢驗，尾氣處理已略去）

ⅰ關閉c,打開a和b，通入N2，一段時間后關閉a；

ⅱ向甲中加入適量濃HNO3，一段時間后丙中溶液變為深棕色，丁中溶液無明顯變化；

ⅲ關閉b，打開c，更換丙、丁中的溶液（試劑不變）；

ⅳ繼續向甲中加入濃HNO3，一段時間后觀察到了與ⅱ相同的實驗現象。

根據以上實驗步驟和實驗現象回答下列問題：

（3）通入N2的目的是______________；

（4）銅與濃硝酸反應的化學方程式是_______________；

（5）裝置乙的作用是_________________；

（6）實驗結論是____________。

Answer 1

【答案】NO2 Fe2+具有還原性 排凈裝置內的空氣，防止O2與產生的NO反應生成NO2 Cu+4HNO3（濃）═ Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 使NO2轉化NO 溶液的深棕色是由于Fe2+與NO或者NO2反應，不是由于Fe3+與NO或者NO2反應

【解析】

實驗一：（1）硝酸將Fe2+氧化為Fe3+的同時被還原生成NO，NO遇空氣生成二氧化氮；

（2）取深棕色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色，該現象說明溶液中有Fe3+；

實驗二：（1）通入N2的目的是排凈裝置內的空氣；

（2）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；

（3）裝置乙的作用是利用水與二氧化氮反應，使NO2轉化為NO；

（4）實驗結論是溶液的深棕色是由于Fe2+與NO發生了反應，也可能是由于Fe2+與NO2發生了反應，不是由于Fe3+與NO或NO2發生反應。

實驗一：（1）硝酸將Fe2+氧化為Fe3+的同時被還原生成NO，NO遇空氣生成二氧化氮，故紅棕色氣體是二氧化氮；

（2）取深棕色溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色，該現象說明Fe2+具有還原性，被氧化生成Fe3+，溶液中有Fe3+，與KSCN溶液反應使溶液變為紅色；

實驗二：（1）為防止產生的NO遇空氣中的氧氣反應生成二氧化氮，通入N2的目的是排凈裝置內的空氣；

（2）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的化學方程式是Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；

（3）裝置乙的作用是利用水與二氧化氮反應，使NO2轉化為NO；

（4）實驗結論是溶液的深棕色是由于Fe2+與NO發生了反應，也可能是由于Fe2+與NO2發生了反應，不是由于Fe3+與NO或NO2發生反應。