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+的还原性.填写了表格．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.振荡试管中产生红综色气体.溶液颜色逐渐变黄Fe2++NO${\;} {3}^{-}$+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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．

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⁺的还原性，填写了表格．

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	试管中产生红综色气体，溶液颜色逐渐变黄	Fe²⁺+NO${\;}_{3}^{-}$+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．为了进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行如下实验．
（2）向原新制FeSO₄溶液和反应溶液后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红．该现象的结论是Fe²⁺被硝酸氧化为Fe³⁺．
（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Fe³⁺或Fe²⁺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，而丁中溶液并无明显变化．
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，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Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②装置乙的作用是使NO₂转化为NO；
③步骤ⅱ目的是排出乙右侧装置中残留的NO₂；
④该实验可得出的结论是溶液的深棕色是由Fe²⁺与NO或NO₂作用得到．
（4）该同学重新进行（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO₄溶液，振荡．

分析（1）根据离子方程式Fe²⁺+NO₃^-+2H⁺=Fe³⁺+NO₂+H₂O可知，Fe²⁺显示还原性；
（2）Fe³⁺遇KSCN溶液显血红色；
（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；
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，据此写出化学方程式；
②装置乙装有的液体是水，使生成的二氧化氮发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
③乙的右侧装置中有残留的NO₂；
④根据I和III的实验现象分析；
（4）实验I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，据此分析．

解答解：（1）在离子方程式Fe²⁺+NO₃^-+2H⁺=Fe³⁺+NO₂+H₂O中，Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，显示还原性，
故答案为：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⁺，
故答案为：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，
故答案为：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，
故答案为：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，
故答案为：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⁺反应得到的，
故答案为：溶液的深棕色是由Fe²⁺与NO或NO₂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，
故答案为：向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO₄溶液，振荡．

点评本题考查了Fe²⁺的还原性以及NO、NO₂与Fe²⁺的反应，Fe²⁺的还原性和Fe³⁺的性质一直是高频考点，应加强把握，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案

	A．	任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
	B．	c（H⁺）=1×10^-7 mol•L^-1的溶液一定是中性溶液
	C．	0.2 mol•L^-1 CH₃COOH溶液中的c（H⁺）是0.1 mol•L^-1 CH₃COOH溶液中的c（H⁺）的2倍
	D．	无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c（H⁺）•c（OH^-）都是定值

10．

25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：

化学式	CH₃COOH	H₂CO₃	HClO
电离平衡常数	1.7×10^-5	K₁=4.3×10^-7 K₂=5.6×10^-11	3.0×10^-8

请回答下列问题：
（1）CH₃COOH、H₂CO₃、HClO的酸性由强到弱的顺序为CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO
（2）同浓度的CH₃COO^-、HCO${\;}_{3}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$、ClO^-结合H⁺的能力由强到弱的顺序为CO₃^2-＞ClO^-＞HCO₃^-＞CH₃COO^-
（3）体积为10mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000mL，稀释过程中pH变化如图所示，则HX的电离平衡常数大于（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数；理由是稀释相同倍数，HX的pH变化比CH₃COOH的大，酸性强，电离平衡常数大．

17．工业上以Al（OH）₃、H₂SO₄、（NH₄）₂SO₄（含FeSO₄）为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如图1所示：

回答下列问题：
（1）氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）已知：25℃时，K_W=1.0×10^-14，K_b（NH₃•H₂O）=1.75×10^-5．在（NH₄）₂SO₄溶液中，存在如下平衡：
NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，则该反应的平衡常数为5.7×10^-10．
（3）NH₄Al（SO₄）₂溶液与过量NaOH溶液混合加热，反应的化学方程式为NH₄Al（SO₄）₂+5NaOH $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+3H₂O+NaAlO₂+2Na₂SO₄．
（4）固体NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O在加热时，固体残留率随温度的变化如图2所示．633℃时剩余固体的成分为Al₂（SO₄）₃．
（5）综上分析，流程图中M混合气体的主要成分的化学式为NH₃、H₂O、SO₃．M可用一种物质吸收以实现循环利用，该物质的名称是浓硫酸．

7．下列混合物可采用蒸馏法分离的一组是（　　）

14．在同温同压下，10mL某气态烃在50mL O₂里充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体，则该烃的分子式可能为（　　）

CH₄

C₂H₆

C₃H₈

C₃H₄

11．将100mL0.5mol•L^-1 Na₂CO₃溶液加水稀释到1000mL，稀释后c（Na⁺）=0.1mol•L^-1．

10．下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是（　　）

	A．	0.2 mol/L CH₃COONa溶液和0.1 mol/L HCl溶液等体积混合后：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
	B．	pH=3的盐酸和NaNO₃的混合溶液中：c（Na⁺）=c（Cl^-）
	C．	0.1 mol/L NaHCO₃溶液中：c（Na⁺）+c（H⁺）═c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（OH^-）
	D．	物质的量浓度相等的HCN（弱酸）和NaCN溶液等体积混合后有：c（HCN）+2c（H⁺）═2c（OH^-）+c（CN^-）

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