题目内容

11．课外兴趣小组设计如图所示装置，用粗铁粒与1890g•L-1（质量分数为5%）的硝酸反应制取NO气体．请回答有关问题．

（1）1890g•L-1硝酸的物质的量浓度为1.5mol•L-1．
（2）NO气体能用排水法收集，而不能用排空气法收集的可能原因是NO与空气中的O2反应，NO与空气密度接近．
（3）当打开止水夹a，关闭止水夹b时，A装置的干燥管中观察到的现象是金属不断溶解，有气体产生逐渐变为红棕色．B装置烧杯中液体的作用是吸收氮的氧化物．当A装置中气体几乎无色时，打开止水夹b，关闭止水夹a，可用C装置收集NO气体．
（4）该实验中，若去掉B装置，对实验结果是否有影响？无影响．
（5）将a mol铁与含b molHNO3的稀溶液充分反应后，若HNO3的还原产物只有NO，反应后Fe和HNO3均无剩余，则反应中转移电子的物质的量是$\frac{3b}{4}$mol（2amol或3amol或2amol～3amol）（用含a和b的代数式表示）．
（6）完全反应后，A装置烧杯里含铁的价态可能是+2价或+3价或+2价和+3价．现有仪器和药品：试管和胶头滴管．0.1mol•L-1KSCN溶液、0.1mol•L-1KI溶液、0.2mol•L-1酸性KMnO4溶液、氯水等．请你设计一个简单实验，探究上述判断，填写下列实验报告：
实验步骤操作现象与结论
第一步取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液
第二步若溶液紫色褪去，则说明含有Fe2+，若无明显变化，则说明不含Fe2+

分析 （1）硝酸的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{m}{M}}{V}$=$\frac{\frac{m}{V}}{M}$=$\frac{ρ}{M}$计算；
（2）根据一氧化氮极易和空气中的O2反应及与空气密度接近角度判断；
（3）铁和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮会迅速被氧化为二氧化氮，NO、二氧化氮都有毒，需要吸收处理；
（4）二氧化氮和水反应产物是一氧化氮；
（5）根据氧化还原反应中得失电子数目相等来回答；
（6）铁和硝酸反应的产物取决于铁的量的多少，亚铁离子具有还原性，能使高锰酸钾褪色，三价铁遇KSCN溶液显红色．

解答 解：（1）硝酸的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{m}{M}}{V}$=$\frac{\frac{m}{V}}{M}$=$\frac{ρ}{M}$=$\frac{1890g/L×5%}{63g/mol}$=1.5mol•L-1，故答案为：1.5mol•L-1；
（2）一氧化氮极易和空气中的O2反应，且与空气密度接近，所以不能用排空气法，故答案为：NO与空气中的O2反应，NO与空气密度接近；
（3）铁和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮会迅速被氧化为二氧化氮，所以A装置的干燥管中观察到的现象是：金属不断溶解，有气体产生逐渐变为红棕色；氮的氧化物有毒，需要用烧碱溶液吸收，
故答案为：金属不断溶解，有气体产生逐渐变为红棕色；吸收氮的氧化物；
（4）二氧化氮和水反应产物是一氧化氮，所以若去掉B装置，对收集一氧化氮不会产生影响，
故答案为：无影响；
（5）氧化还原反应中得失电子数目相等，Fe和HNO3均无剩余，金属铁全转化为亚铁，铁失电子的量为2amol，金属铁全转化为三价铁，铁失电子的量为3amol，金属铁的生成物既有亚铁离子又有三价铁离子是，铁失电子的量就2a～3amol之间，硝酸显示酸性和氧化性，显示酸性的硝酸和表现氧化性的硝酸的物质的量之比均为3：1，此时硝酸的转移电子的量为：$\frac{3b}{4}$mol，
故答案为：$\frac{3b}{4}$mol（2a mol或3amol或2amol～3amol）；
（6）铁相对于硝酸过量时，产物只有亚铁离子，亚铁离子具有还原性，能使高锰酸钾褪色，若铁相对于硝酸不足时，产物只有三价铁离子，三价铁遇KSCN溶液显红色，有可能铁的两种价态均存在，故操作方法及现象为：

实验步骤操作现象与结论
第一步取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液若溶液变血红色，说明含Fe3+，若溶液无明显变化，说明不含Fe3+
第二步取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液若溶液紫色退去，则说明含有Fe2+，若无明显变化，则说明不含Fe2+
，
故答案为：+2价或+3价或+2价和+3价；
实验步骤操作现象与结论
第一步若溶液变血红色，说明含Fe3+，若溶液无明显变化，说明不含Fe3+
第二步取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液
．

点评 本题本题考查性质实验方案的设计，题目难度中等，试题综合性较强、知识点较多，涉及化学计算、实验方案的设计与评价、常见物质的性质及检验方法等知识，需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力，注意基础知识的理解掌握．

练习册系列答案
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9．向10mL 1mol•L-1 AlCl3溶液中加入1mol•L-1 NaOH溶液，得到沉淀0.26g，则刚加入的NaOH溶液的体积可能为（　　）
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6．某校化学兴趣小组为探究FeSO4和NaHCO3的反应，按右图所示操作将NaHCO3溶液滴加到FeS04溶液中（FeS04和NaHCO3溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在FeSO4溶液中加入少量铁粉）．观察到试管中立即出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成．
（1）产生的气体是CO2（填分子式）．
【查阅资料】：FeCO3为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe（OH）3．
（2）关于白色沉淀的成分，小组同学提出如下假设，请补充完成假设3：
假设l：白色沉淀是Fe（OH）2；
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假设3：白色沉淀是Fe（OH）2和FeCO3；
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经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO4和NaHCO3溶液的目的是除去水中溶解的氧气，防止生成的氢氧化亚铁被迅速氧化．某同学认为白色沉淀不可能为Fe（OH）2，你是否同意其观点？不同意（填“同意”或“不同意”），理由是反应体系进行了无氧处理，并且碳酸氢钠水解提供了碱性环境
（4）请设计一个实验方案验证假设2，写出实验步骤、预期现象和结论，实验所需仪器和药品自选．
16．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．水电离出的c（H+）=1.0×10-13mol/L的溶液中，Na+、NH4+、Cl-、SO42-
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3．已知：①2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•mol-1
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则4NH3（g）+7O2（g）═4NO2（g）+6H2O（g）△H=XkJ•mol-1中X的值是（　　）
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20．下列说法正确的是（　　）
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1．下列实验操作能达到实验目的是（　　）
选项实验操作实验目的
A向水解后的蔗糖溶液中直接加入新制的Cu（OH）2并加热确定蔗糖是否发生水解
B滴加KMnO4（H+）溶液，充分振荡确定苯中混有己烯
C加入金属钠确定酒精中混有醋酸
D加淀粉确定KCl中含有KI
A．AB．BC．CD．D

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