Question

3．铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请回答下列问题：
（1）Fe（NO₃）₃•9H₂O在工业上用细铁屑与稀硝酸反应制备，主要流程如下：

①耐酸反应器中可以观察到的现象是铁屑溶解，溶液变为黄色，有无色气体产生，在液面上气体变为红棕色（后又变为无色）．制备过程中需对溶液进行蒸发浓缩，注意事项为边加热边不断搅拌，防止局部过热，液体发生飞溅．
②从反应器中出来的气体的主要成分是氮氧化物；直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨和光化学烟雾；
（2）某兴趣小组在实验室用如图装置制取Fe（NO₃）₃（固定所用仪器和加热装置未画出）．
①该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式用水浴加热；
②请在图中虚线框内画出防止倒吸的尾气吸收装置
（提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体）．

Answer 1

分析 （1）铁和过量稀硝酸反应，产物为Fe³⁺和NO，现象是溶液变黄色，产生无色气体，NO又能被空气中氧气氧化，生成二氧化氮，二氧化氮又与水反生成无色的NO，加热蒸发时应注意搅拌散热，氮氧化物造成的污染主要为酸雨和光化学污染，据此答题；
（2）制取Fe（NO₃）₃•9H₂O需要控制的温度为40-50℃，水浴加热更容易控制，铁与硝酸反应后有氮的氧化物产生，氮的氧化物有毒，不放到空气中，所以要用防倒吸的尾气吸收装置，用NaOH溶液吸收，据此画装置图．

解答 解：（1）①铁和过量稀硝酸反应，产物为Fe³⁺和NO，NO又能被空气中氧气氧化，生成二氧化氮，二氧化氮又与水反生成无色的NO，所以现象是铁屑溶解，溶液变为黄色，有无色气体产生，在液面上气体变为红棕色（后又变为无色），对溶液进行蒸发浓缩，注意事项为加热蒸发时应注意边加热边不断搅拌，防止局部过热，液体发生飞溅，
故答案为：铁屑溶解，溶液变为黄色，有无色气体产生，在液面上气体变为红棕色（后又变为无色）；边加热边不断搅拌，防止局部过热，液体发生飞溅；
②铁和过量稀硝酸反应，产物为Fe³⁺和NO，NO又能被空气中氧气氧化，所以从反应器中出来的气体的主要成分是氮氧化物，氮氧化物直接排放到大气中会造成的污染主要为酸雨和光化学污染，
故答案为：氮氧化物；形成酸雨和光化学烟雾；
（2）①制取Fe（NO₃）₃•9H₂O需要控制的温度为40-50℃，水浴加热更容易控制，所以该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式用 水浴加热，
故答案为：水浴；
②铁与硝酸反应后有氮的氧化物产生，氮的氧化物有毒，不放到空气中，所以要用防倒吸的尾气吸收装置，用NaOH溶液吸收，所以装置图为，
故答案为：．

点评 考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作、作图能力等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力．