Question

【题目】某小组研究溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。资料： [Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。

（1）研究现象a中的黄色溶液。

①用______溶液检出溶液中含有Fe3+。

②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因，理由是______。

③进行实验Ⅱ，装置如图。左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为NO。

产生NO的电极反应式是______。

实验Ⅱ的目的是______。

（2）研究现象a中的棕色溶液。

①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ，提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是______。

②加热实验Ⅰ中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是______。

（3）研究酸性条件下，溶液中Fe2+与NO2、NO3的反应。

序号	操作	现象
ⅰ	取1 mol·L1的NaNO2溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L1FeSO4溶液	溶液立即变为棕色
ⅱ	取1 mol·L1的NaNO3溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L1FeSO4溶液	无明显变化
ⅲ	分别取0.5 mL 1 mol·L1的NaNO3溶液与1 mol·L1的FeSO4溶液，混合，小心加入0.5 mL浓硫酸	液体分为两层，稍后，在两层液体界面上出现棕色环

①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是______、______。

②ⅲ中出现棕色的原因是______。

实验结论：本实验条件下，溶液中NO2、NO3的氧化性与溶液的酸碱性等有关。

Answer 1

【答案】 KSCN 两个实验过程均有O2但NaNO3溶液中无明显变化 NO2+e+H2O== NO↑+2OH 证实Fe2+被NO2氧化生成Fe3+ 将NO通入FeSO4溶液中溶液由浅绿色变黄色最后变棕色将NO通入Fe2(SO4)3溶液中无明显变化 棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+促进Fe3+水解产生Fe(OH)3沉淀 ①Fe2++NO2+2CH3COOH== Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO Fe2++NO== [Fe(NO)]2+ 两层液体界面上H+NO3与Fe2+反应生成棕色的[Fe(NO)]2+

【解析】（1）①用KSCN溶液检出溶液中含有Fe3+；②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因，理由是两个实验过程均有O2但NaNO3溶液中无明显变化；③产生NO的电极上硝酸根离子得电子产生一氧化氮，发生还原反应，其电极反应式是NO2+e+H2O== NO↑+2OH；实验Ⅱ的目的是证实Fe2+被NO2氧化生成Fe3+；（2）①进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是将NO通入FeSO4溶液中溶液由浅绿色变黄色最后变棕色将NO通入Fe2(SO4)3溶液中无明显变化；②棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+促进Fe3+水解产生Fe(OH)3沉淀；（3）①ⅰ中溶液变为棕色是因为亚铁离子被氮的氧化物氧化，发生反应的离子方程式是Fe2++NO2+2CH3COOH== Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO、Fe2++NO== [Fe(NO)]2+； ②ⅲ中出现棕色的原因是两层液体界面上H+NO3与Fe2+反应生成棕色的[Fe(NO)]2+。