Question

将一定量铁粒放入某浓度硝酸中，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
（1）为探究溶液X中铁元素的价态，设计如下实验：
药品和仪器：0．1mol·L^-1KSCN溶液、0．1mol·L^-1KI溶液、0．2mol·L^-1酸性高锰酸钾溶液、氯水、试管和滴管。
请根据实验设计，填写下列实验报告：

实验步骤	实验操作	现象与结论	离子方程式
第1步	取2~3mL溶液装于试管，向试管中滴加几滴KSCN溶液
第2步		若溶液紫色褪去，则溶液 含有Fe2+；若无明显变化， 则不含Fe2+

（2）为探究气体Y的组成，将盛有10mLY的量筒倒立在水槽中，待液面稳定后，再通入相同条件下3mLO₂，充分反应后，量筒内完全充满溶液。则气体Y的成分及体积分别是       。

Answer 1

（1）

实验步骤	实验操作	现象与结论	离子方程式
第1步		若溶液变红色，则溶液含有Fe3+；若无明显现象，则不含Fe3+
第2步	另取少量溶液装与试管，向试管中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液		5Fe2++MnO4-+8H+= 5Fe3++Mn2++4H2O

（2）NO：1mLNO₂：9mL（每空2分，共8分）

解析试题分析：（1）第一步：Fe³⁺与到硫氰根离子会变为血红色，根据这一现象可以判断其是否存在。因此若溶液变红色，则溶液含有Fe³⁺；若无明显现象，则不含Fe³⁺。第二步:Fe²⁺能够被酸性高锰酸钾氧化并褪色，所以若溶液紫色褪去，则溶液含有Fe²⁺；若无明显变化，则不含Fe²⁺。（2）根据4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知氧气参加了两个反应，设NO,NO₂的体积分别为X和Y，建立方程组为：X+Y=10;3/4X+1/4Y=3，解得：X=1mL,Y=9mL。即气体Y的成分及体积分别是NO：1mLNO₂：9mL。
考点：考查二价铁和三价铁离子的性质和检验，同时还考查了氮氧化物和氧气溶于水的计算。