题目内容
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：
（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 ．
（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+ |
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）可以选择硫氰酸钾来检验三价铁离子，高锰酸根离子具有氧化性，可以将还原性的离子亚铁离子氧化；
（2）根据一氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO+3O2+2H2O=4HNO3及二氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，若生成全为一氧化氮，则一氧化氮和氧气按4：3完全反应，若只生成二氧化氮，则二氧化氮和氧气按4：1完全反应，现气体和氧气按10：3完全反应，故所得气体为一氧化氮和二氧化氮的混合物，根据方程式计算．
（2）根据一氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO+3O2+2H2O=4HNO3及二氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，若生成全为一氧化氮，则一氧化氮和氧气按4：3完全反应，若只生成二氧化氮，则二氧化氮和氧气按4：1完全反应，现气体和氧气按10：3完全反应，故所得气体为一氧化氮和二氧化氮的混合物，根据方程式计算．
解答：
解：（1）可以选择硫氰酸钾来检验三价铁离子，存在三价铁离子时，溶液变红色，亚铁离子具有还原性，可以被高锰酸钾氧化为三价铁离子，导致高锰酸钾褪色，故答案为：
（2）根据一氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO+3O2+2H2O=4HNO3及二氧化氮、氧气与水反应的方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知若生成全为一氧化氮，则一氧化氮和氧气按4：3完全反应，若只生成二氧化氮，则二氧化氮和氧气按4：1完全反应，现气体和氧气按10：3完全反应，故所得气体为一氧化氮和二氧化氮的混合物．
设NO、NO2的体积分别为x、y mL，则有：x+y=10，
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 3
xmL 0.75xmL
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4 1
ymL 0.25ymL
则：0.75x+0.25y=3
联立方程
解得：x=1，y=9，
故答案为：NO：1mL；NO2：9mL．
| 步骤 | 操作 | 现象与结论 | 可能的离子方程式 |
| 第1步 | 若溶液变红色，则溶液含有Fe3+； 若无现象，则不含Fe3+ | Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3 | |
| 第2步 | 另取少量溶液装于试管，向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 | 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O |
设NO、NO2的体积分别为x、y mL，则有：x+y=10，
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 3
xmL 0.75xmL
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4 1
ymL 0.25ymL
则：0.75x+0.25y=3
联立方程
|
解得：x=1，y=9，
故答案为：NO：1mL；NO2：9mL．
点评：本题是一道实验探究题目，考查离子的检验和氮氧化物和氧气反应的计算，中等难度，判断氮氧化物的组成是解题的关键．
练习册系列答案
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