Question

【题目】某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质．
（1）该同学在实验前，依据Fe2+的性，填写了下表．

实验操作	预期现象	反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡	试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄	Fe2++NO +2H+=Fe3++NO2↑+H2O

依照表中操作，该同学进行实验．观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色．
（2）为了进一步探究溶液变成深棕色的原因，该同学进行如下实验．向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者（加了数滴浓硝酸的FeSO4溶液）变红．该现象的结论是 ．
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的．为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究．ⅰ．打开活塞a、关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化．
ⅱ．打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应．
ⅲ．为与ⅰ中实验进行对照，更换丙、丁后（溶质不变），使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同．
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是；
②装置乙的作用是；
③步骤ⅱ的目的是；
④该实验可得出的结论是 ．
（4）该同学重新进行（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是 ．

Answer 1

【答案】
（1）还原
（2）Fe2+被硝酸氧化为Fe3+
（3）Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO）3+2NO2↑+2H2O；使NO2转化为NO；排出乙右侧装置中残留的NO2；溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到）
（4）向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡
【解析】解：（1）亚铁离子与浓硝酸发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化为铁离子，溶液变为黄色，同时硝酸被还原为二氧化氮，离子方程式为Fe2++NO3﹣+2H+=Fe3++NO2+H2O中，Fe2+被氧化为Fe3+ ， 化合价升高，显示还原性，所以答案是：还原；（2）向原新制FeSO4溶液中和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红，而由于Fe3+遇KSCN溶液显血红色，故可以说明滴入的硝酸将Fe2+氧化为了Fe3+ ，
所以答案是：Fe2+被硝酸氧化为Fe3+；（3）I、打开活塞a，关闭b时，反应生成的NO2气体通入了FeSO4溶液中后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象；
II、打开活塞b、关闭a，乙中需盛装水溶液，使NO2与水反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
III、为与Ⅰ中实验进行对照，更换丙，丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤Ⅰ中相同，即NO通入FeSO4溶液后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象．
①铜被浓硝酸氧化为Cu（NO3）2 ， 浓硝酸被还原为NO2 ， 根据得失电子数守恒可知化学方程式为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O，
所以答案是：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；
②装置乙装有的液体是水，作用是通过反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，使NO2转化为NO，来验证NO与溶液中Fe 2+或Fe 3+发生的反应，
所以答案是：使NO2转化为NO；
③装置乙有残留的NO2 ， 所以需要反应一段时间后，利用生成的NO来排出装置中的NO2 ， 从而可以获得纯净的NO，
所以答案是：排出乙右侧装置中残留的NO2；
④根据实验I和III的现象可知，溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到）
所以答案是：溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到）；（4）由于实验I的现象是NO2气体通入了FeSO4溶液中后显深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中无现象，故可以向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制的FeSO4溶液，震荡，浓硝酸被还原为NO2 ， Fe2+被氧化为Fe3+ ， 此时溶液应该无明显的颜色变化，
所以答案是：向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡．