Question

【題目】某學生欲通過實驗方法驗證Fe2+的性質．
（1）該同學在實驗前，依據Fe2+的性，填寫了下表．

實驗操作	預期現象	反應的離子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入數滴濃硝酸，振蕩	試管中產生紅棕色氣體，溶液顏色逐漸變黃	Fe2++NO +2H+=Fe3++NO2↑+H2O

依照表中操作，該同學進行實驗．觀察到液面上方氣體逐漸變為紅棕色，但試管中溶液顏色卻變為深棕色．
（2）為了進一步探究溶液變成深棕色的原因，該同學進行如下實驗．向原新制FeSO4溶液和反應后溶液中均加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者（加了數滴濃硝酸的FeSO4溶液）變紅．該現象的結論是 ．
（3）該同學通過查閱資料，認為溶液的深棕色可能是NO2或NO與溶液中Fe2+或Fe3+發生反應而得到的．為此他利用如圖裝置（氣密性已檢驗，尾氣處理裝置略）進行探究．ⅰ．打開活塞a、關閉b，并使甲裝置中反應開始后，觀察到丙中溶液逐漸變為深棕色，而丁中溶液無明顯變化．
ⅱ．打開活塞b、關閉a，一段時間后再停止甲中反應．
ⅲ．為與ⅰ中實驗進行對照，更換丙、丁后（溶質不變），使甲中反應繼續，觀察到的現象與步驟ⅰ中相同．
①銅與足量濃硝酸反應的化學方程式是；
②裝置乙的作用是；
③步驟ⅱ的目的是；
④該實驗可得出的結論是 ．
（4）該同學重新進行（1）中實驗，觀察到了預期現象，其實驗操作是 ．

Answer 1

【答案】
（1）還原
（2）Fe2+被硝酸氧化為Fe3+
（3）Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO）3+2NO2↑+2H2O；使NO2轉化為NO；排出乙右側裝置中殘留的NO2；溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）
（4）向盛有濃硝酸的試管中滴入數滴新制FeSO4溶液，振蕩
【解析】解：（1）亞鐵離子與濃硝酸發生氧化還原反應，亞鐵離子被氧化為鐵離子，溶液變為黃色，同時硝酸被還原為二氧化氮，離子方程式為Fe2++NO3﹣+2H+=Fe3++NO2+H2O中，Fe2+被氧化為Fe3+ ， 化合價升高，顯示還原性，所以答案是：還原；（2）向原新制FeSO4溶液中和反應后溶液中均加入KSCN溶液，前者不變紅色，后者變紅，而由于Fe3+遇KSCN溶液顯血紅色，故可以說明滴入的硝酸將Fe2+氧化為了Fe3+ ，
所以答案是：Fe2+被硝酸氧化為Fe3+；（3）I、打開活塞a，關閉b時，反應生成的NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現象；
II、打開活塞b、關閉a，乙中需盛裝水溶液，使NO2與水反應生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
III、為與Ⅰ中實驗進行對照，更換丙，丁后，使甲中反應繼續，觀察到的現象與步驟Ⅰ中相同，即NO通入FeSO4溶液后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現象．
①銅被濃硝酸氧化為Cu（NO3）2 ， 濃硝酸被還原為NO2 ， 根據得失電子數守恒可知化學方程式為：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O，
所以答案是：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O；
②裝置乙裝有的液體是水，作用是通過反應3NO2+H2O=2HNO3+NO，使NO2轉化為NO，來驗證NO與溶液中Fe 2+或Fe 3+發生的反應，
所以答案是：使NO2轉化為NO；
③裝置乙有殘留的NO2 ， 所以需要反應一段時間后，利用生成的NO來排出裝置中的NO2 ， 從而可以獲得純凈的NO，
所以答案是：排出乙右側裝置中殘留的NO2；
④根據實驗I和III的現象可知，溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）
所以答案是：溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到（或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到）；（4）由于實驗I的現象是NO2氣體通入了FeSO4溶液中后顯深棕色，而通入Fe2（SO4）3溶液中無現象，故可以向盛有濃硝酸的試管中滴入數滴新制的FeSO4溶液，震蕩，濃硝酸被還原為NO2 ， Fe2+被氧化為Fe3+ ， 此時溶液應該無明顯的顏色變化，
所以答案是：向盛有濃硝酸的試管中滴入數滴新制FeSO4溶液，振蕩．