Question

（2013?西城區一模）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+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0．
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
打開彈簧夾，通入一段時間CO2，關閉彈簧夾．
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．
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中無固體剩余．

請回答下列問題：
（1）滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現象的原因是

常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生

．
（2）檢驗是否生成-3價氮的化合物，應進行的實驗操作是

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⁺

．
（3）甲取少量B中溶液，加熱，實驗現象是

棕色溶液變淺（或綠），無色氣體逸出，且在空氣中變為紅棕色

．請用化學平衡原理解釋原因：

FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0正反應放熱，加熱后，平衡向逆反應方向移動

．甲依據該現象得出的結論是A中有NO生成．
（4）乙認為甲得出A中有NO生成的證據不足．為獲取充足的證據，乙仍采用該裝置和操作進行對照實驗，乙作出的改變是

濃硝酸換成稀硝酸

，證明有NO生成的實驗現象是

A中沒有紅棕色氣體生成，B中溶液變為棕色

．
（5）證明A溶液中是否含有Fe²⁺和Fe³⁺，選擇的藥品是（填序號）

cd

．
a．鐵粉   b．溴水    c．鉄氰化鉀溶液    d．硫氰化鉀溶液．

Answer 1

分析：（1）常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生；
（2）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；
（3）B中溶液變棕色，說明B中有Fe（NO）SO₄生成，反應FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）的正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，棕色溶液變淺（或綠），生成的NO與氧氣反應生成二氧化氮，氣體在空氣中變為紅棕色；
（4）銅和濃硝酸反應生成紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮和水反應生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應過程中NO生成，為排除生成的NO干擾，把濃硝酸換成稀硝酸，如果硫酸亞鐵溶液再變成棕色則說明有NO生成；
（5）亞鐵離子和鐵鉄氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液．

解答：解：（1）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，
故答案為：常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生；
（2）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⁺，故答案為：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⁺；
（3）取少量B中溶液，加熱，棕色溶于變淺，有無色氣體逸出，且該氣體在空氣中變為紅棕色，應為可逆反應FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，導致Fe（NO）SO₄（棕色）降低，所以溶液顏色變淺，故答案為：棕色溶液變淺（或綠），無色氣體逸出，且在空氣中變為紅棕色；FeSO₄+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0 正反應放熱，加熱后，平衡向逆反應方向移動；
（4）二氧化氮和水反應生成的一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應過程中NO生成，為排除生成的NO干擾，把濃硝酸換成稀硝酸，稀硝酸和銅反應生成無色的一氧化氮，沒有二氧化氮生成，則A中氣體是無色的，且B中溶液變為棕色，則說明生成的一氧化氮和硫酸亞鐵反應生成棕色，從而說明A中無色氣體是一氧化氮，
故答案為：濃硝酸換成稀硝酸；A中沒有紅棕色氣體生成，B中溶液變為棕色；
（5）亞鐵離子的特征反應是：亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，鐵離子的特征反應是：鐵離子和無色的硫氰化鉀溶液反應血紅色溶液，故選cd．

點評：本題考查鐵、硝酸的性質，銨根離子、鐵離子和亞鐵離子的檢驗是高考熱點，注意：常溫時，鐵和濃硝酸不是不反應，而是發生了鈍化現象，阻止了進一步反應，為易錯點．