Question

【題目】甲、乙兩同學用下圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應的產物。

文獻記載：

I．在濃硝酸和活潑金屬反應過程中，隨著硝酸濃度的降低，其生成的產物有+4、+2、﹣3價等氮的化合物。

II．FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) 。

III．NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。

甲的實驗操作和現象記錄如下：

實驗操作	實驗現象
(1)打開彈簧夾，通入一段時間某氣體，關閉彈簧夾。
(2)打開分液漏斗活塞，將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中，關閉活塞。	無明顯現象。
(3)加熱燒瓶，反應開始后停止加熱。	①A中有紅棕色氣體產生，一段時間后，氣體顏色逐漸變淺； B中溶液變棕色； C中溶液紫色變淺。 ②反應停止后，A中有固體剩余。

請回答下列問題：

(1)為排除空氣對實驗的干擾，操作(1)中通入的氣體可能是________________。

(2)滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現象的原因是__________________________。

(3)試寫出加熱燒瓶后A中有紅棕色氣體產生的化學方程式_______________。

(4)甲認為B中溶液變棕色是因為A中有NO生成，你認為甲的觀點對嗎_________(填正確或錯誤)？請結合方程式簡述原因 ________________________________。

(5)檢驗是否生成﹣3價氮的化合物，應進行的實驗操作是________________________。

Answer 1

【答案】N2或CO2(氮氣或二氧化碳)等 常溫下鐵在濃硝酸中鈍化 Fe+6HNO3Fe(NO)3+3NO2↑+3H2O 錯誤 3NO2+H2O=2HNO3+NO，該反應生成的一氧化氮能與FeSO4變棕色 取A中液體少許于試管中，加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，若變藍，證明生成了銨鹽；否則，沒有生成銨鹽

【解析】

(1)為排除空氣對實驗的干擾，操作(1)中通入的氣體可能是氮氣或二氧化碳；

(2)常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生；

(3)濃硝酸與鐵在加熱條件下反應生成硝酸鐵、二氧化氮和水；

(4)二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮，生成的硝酸能將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵使溶液變為棕色，同時結合已知信息，生成的一氧化氮也可以與硫酸亞鐵反應轉化為Fe(NO)SO4變棕色；

(5) 若有-3價氮的化合物生成，應生成NH4+，檢驗A溶液中是否有NH4+離子即可。

(1)為排除空氣對實驗的干擾，操作(1)中通入的氣體可能是N2或CO2(氮氣或二氧化碳)等；

(2)常溫時，鐵和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了鐵和濃硝酸進一步反應，即產生鈍化現象，所以滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現象；

(3)濃硝酸與鐵在加熱條件下反應生成硝酸鐵、二氧化氮和水，化學方程式Fe+6HNO3Fe(NO)3+3NO2↑+3H2O；

(4)甲認為B中溶液變棕色是因為A中有NO生成，甲的觀點錯誤，3NO2+H2O=2HNO3+NO，結合已知信息II，該反應生成的一氧化氮能與FeSO4變棕色；

(5)生成3價氮的化合物是氨氣,氨氣極易溶于水生成氨水，氨水電離生成銨根離子，檢驗銨根離子的方法是：取少量反應后A中溶液于試管中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，若試紙變藍，則A中生成NH4+，否則，沒有生成銨鹽。