Question

【题目】甲，乙两同学用图所示装置进行实验探究硝酸与铁反应的产物。

文献记载：

I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物。

Ⅱ．FeSO4+NOFe（NO）SO4（棕色）△H＜0．

Ⅲ．NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收

Ⅳ．铁氰化钾化学式为K3[Fe（CN）6]：亚铁氰化钾化学式为K4[Fe（CN）6]

3Fe2++2[Fe（CN）6]3﹣═Fe3[Fe（CN）6]2↓（蓝色沉淀）

4Fe3++3[Fe（CN）6]4﹣═Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色沉淀）

甲的实验操作和现象记录如下：

实验操作	实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹．
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞．	无明显现象．
加热烧瓶，反应开始后停止加热．	①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅； B中溶液变棕色； C中溶液紫色变浅． ②反应停止后，A中无固体剩余，得100mL的溶液

请回答下列问题：

（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是____________。

A.常温下铁和浓硝酸不反应

B. 铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生

C．反应需要催化剂

（2）甲的实验操作中通入CO2的主要目的是__________。

A. 排除反应体系中的空气 ，防止干扰

B. 将产生的气体压入后续装置吸收

C．维持系统内压强平衡

（3）甲取少量B中溶液，加热，现象是_________。

A.棕色溶液变浅绿色 B.棕色溶液变无色 C．有红棕色气体逸出

D.有无色气体逸出 E.产生红褐色沉淀

（4）乙认为有NO生成的证据不足．乙仍采用该装置和操作进行对照实验，浓硝酸换成稀硝酸，证明有NO生成的实验现象是A中___________________B中。

（5）将A所得溶液稀释至500mL，取少量稀释后的溶液调节pH后，滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成。另取稀释后的溶液25.00mL加入过量的KI固体，充分反应后pH至7左右，滴入几滴淀粉溶液做指示剂，用0.25mo1/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液16.00mL．（己知：I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣），则A中所得溶液的c（Fe3+）=______mo1/L。

Answer 1

【答案】 B A AD A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色 0.16

【解析】(1)常温时，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了铁和浓硝酸进一步反应，即产生钝化现象，所以滴入浓硝酸加热前没有明显现象，答案为B。

(2)浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物，可能有NO生成，NO易与氧气反应生成二氧化氮，所以需用二氧化碳排除反应体系中的空气，防止对产物中有无一氧化氮判断的干扰，故答案为A。

(3)取少量B中溶液，加热，棕色溶于变浅，有无色气体逸出，且该气体在空气中变为红棕色，应为可逆反应FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致Fe(NO)SO4(棕色)降低，所以溶液颜色变浅，答案为AD；

(4)二氧化氮和水反应生成的一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中NO生成，为排除生成的NO干扰，把浓硝酸换成稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成无色的一氧化氮，没有二氧化氮生成，则A中气体是无色的，且B中溶液变为棕色，则说明生成的一氧化氮和硫酸亚铁反应生成棕色，从而说明A中无色气体是一氧化氮；

(5)Fe2+和铁氰化钾溶液反应3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)，生成特征蓝色沉淀，所以由此证明A溶液中含有Fe2+，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，2Fe3++2I-=2Fe2++I2；
2S2O32-～I2～2 Fe3+；
2 2
0.25×16×10-3mol n(Fe3+)
n(Fe3+)=4×10-3mol，则A中所得溶液的c(Fe3+)==0.16mol/L。