Question

(15分) 某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒（含有少量金属铜杂质）与某浓度硝酸反应，设计了如下探究活动：

探究一

（1）将粗铁粒投入某浓度硝酸中，某同学观察该实验现象时发现，反应进行一段时间后，反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因

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（2）另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,同学甲设计如下实验：有药品和仪器：0.1 mol·L^-1KSCN溶液；0.1mol·L^-1 KI溶液；0.2mol·L^-1酸性高锰酸钾溶液；氯水等；试管和滴管

请你设计简单实验，探究上述猜想是否正确，填写下列实验报告：

实验步骤	现象	结论	离子方程式
第一步	取2-3 mL溶液装于试管，向试管中加入几滴KSCN溶液。
第二步		若溶液紫色褪去，则溶液含有Fe2+； 若无明显变化，则不含Fe3+。

探究二  为了探究气体Y的成分，同学乙设计了如下装置（不考虑NO₂转化为N₂O₄）

(3)装置乙的作用：                                                 。

（4）装置丙收集到满气体后，通过气泡鼓入空气后，有红棕色气体生成，能否确定

气体Y中含NO？ 说明理由。

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 (5) 同学丁为了探究气体Y的组成，将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中，气体被完全吸收，所得溶液再用0.15 mol·L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，消耗20 mLKMnO₄溶液。

则气体Y中NO、NO₂的体积比为           。

（已知2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O和NO₂+NO+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O）

 

Answer 1

（1）①反应放热，一段时间后溶液温度升高，反应速率加快； ② 由于铁中含杂质铜，反应时形成Fe-Cu 微型原电池，加快反应速率。（2分）

 (2 )(4分)

步骤	操作	现象与结论	可能的离子方程式
第1步		若溶液变红色，则溶液含有Fe3+； 若无现象，则不含Fe3+	Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
第2步	另取少量溶液装于试管，向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液		5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

(3)验证NO₂的存在并除去NO₂（3分）

（4）不能确定，由于NO₂与水反应也能生成NO，故不能确定气体Y中含NO。（3分）

(5) 1∶3（3分）

解析: