题目内容

为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究：
【查阅资料】2KNO32KNO2+O2↑    Fe(NO3)2FexOy+NO2↑+O2↑
实验一：探究Fe(NO3)2热分解固体产物中铁元素的价态。该小组甲同学将分解后的固体产物溶于足量的稀H2SO4得到相应两份溶液，进行以下探究实验。
（1）【提纯猜想】
猜想一：铁元素只显+2价；
猜想二：铁元素             ；
猜想三：铁元素既有+2价又有+3价。
【实验操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液；向另一份溶液中滴入酸性KMnO4稀溶液。
（2）【实验现象】实验①                     ；实验②                    。
（3）【实验结论】猜想二成立，则Fe(NO3)2分解的化学方程式是                 。
实验二：
（4）探究Fe(NO3)2热分解气体产物的性质。小组乙同学进行料如下实验，请完成实验空缺部分内容。限选试剂和用品：浓H2SO4溶液、4mol/LNaOH溶液、0.1mol/LBaCl2溶液、带火星的木条、0.1mol/L酸性KMnO4溶液、蒸馏水。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量Fe(NO3)2固体于试管中，加热分解。
                                    ，说明分解产生的气体中含有NO2。
步骤2：将产生的气体依次通过盛有足量  
               、浓硫酸的洗气瓶，    
                  在最后一个出口检验。
                                     ，说明分解产生的气体中含O2。
 
实验三：KNO3中混有Fe(NO3)2，为确定其中铁元素的含量，小组丙同学进行如下实验：①取混合物样品10g，充分加热分解；②将固体产物溶解、过滤，取沉淀进行洗涤、干燥，称得其质量为3.2g。则混合物中铁元素的质量分数为                  。（保留三位有效数字，相对原子质量：Fe-56   O-16）
（17分）（1）只显+3价（1分）
（2）溶液出现血红色（2分，其它合理解释也给分） 溶液紫红色不褪色（2分）
（3）4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑（2分，化学式错不给分，系数错扣1分，不写条件扣1分）
（4）
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量Fe(NO3)2固体于试管中，加热分解。
有红棕色气体产生（2分，其它合理表述也给分），说明分解产生的气体中含有NO2。
步骤2：将产生的气体依次通过盛有足量 4mol/LNaOH溶液（2分）、浓硫酸的洗气瓶，用带火星的木条（2分）在最后一个出口检验。
带火星的木条复燃（1分），说明分解产生的气体中含O2。
 
（5）22.4%

试题分析：（1）根据两个已知的猜想推断，猜想二必为铁元素只显+3价；（2）根据实验结论推断，Fe(NO3)2受热分解产生的固体产物只有Fe2O3，Fe2O3与足量稀硫酸反应生成Fe3+的溶液，则Fe3+遇KSCN溶液变红，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；设Fe2O3的系数为1，根据铁、氮、氧原子个数守恒配平，该反应为2Fe(NO3)2Fe2O3+4NO2↑+1/2O2↑，系数加倍可得：4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑；（4）Fe(NO3)2受热分解产生的气体产物中，NO2是红棕色气体，O2是无色无味气体，有红棕色气体产生，就能说明分解产生的气体中含有NO2；由于NO2有毒，且易与水反应产生能与O2反应的NO，因此步骤2中应该先用过量4mol/LNaOH溶液吸收多余的NO2，再用浓硫酸干燥，在最后一个出气口用带火星的木条检验，若带火星木条复燃，说明分解产生的气体中含有O2；（5）根据题意可知，产物中m(Fe2O3)=3.2g；根据铁元素守恒可得关系式，2Fe→Fe2O3，则原料中m(Fe)= m(Fe2O3)×2×56/160=3.2g×2×56/160；由于混合物总质量为10g，则其中有铁元素的质量分数为3.2g×2×56/160÷10g×100%=22.4%。
练习册系列答案
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信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到红色金属M和金属E并进行如下框图所示转化，获得高效净水剂K2EO4。
（答题时，化学式及化学方程式中的M、E均用所对应的元素符号表示）：

（1）写出M溶于稀和混合液的离子方程式：                              。
（2）检验X中阳离子的方法和现象是                                                 。
（3）某同学取X的溶液在空气中放置后，酸化并加入KI和淀粉溶液，溶液变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式：                              、                                   。
（4）由MSO4的蓝色溶液经一系列操作可以获得蓝色晶体，这些操作中用到的实验仪器除了酒精灯、蒸发皿、铁架台外，还需要用到的玻璃仪器有       、       、           （填写仪器名称）。
（5）某同学利用H2还原MO来测定M的相对原子质量，下图是测定装置示意图，A中试剂是盐酸。

①仪器B中应装入          ，装置D的作用                        ；
②连接好装置并检验装置的气密性后，应首先“加热反应管E”还是“从A瓶中逐滴加入液体” ？
                          在这两步之间还应进行的操作是                        ；
黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3。各物质有如下转化关系,请回答：

（1）写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。
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（4）废电解液中常含有Pb2+、Zn2+，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，C(Zn2+): C(Pb2+)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10－28mol2·L－2、Ksp(ZnS)＝1.6×10－24mol2·L－2）]
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二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质，可用水热法合成。FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应，再依次用CS2、H2O洗涤、干燥及晶化后得到。
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                                            。
工业上可用黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜，同时还可得到多种物质。
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①滤液中的阳离子有Fe3+、Fe2+、H+、_____________。
②为确认滤液中含Fe2+，下列实验方案和预期现象正确的是____（填序号）。
 
实验方案
预期现象
a
加NaOH溶液
产生白色沉淀，变灰绿再变红褐
b
先加KSCN溶液，再加氯水
先无明显现象，后变红
C
加酸性KMnO4溶液
紫色褪去
d
先加氯水，再加KSCN溶液
溶液先变黄，再变红
 
③滤液在酸性条件下，与H2O2反应的离子方程式是
______________________________________________________________________。
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方案甲
取该红色沉淀溶于稀硫酸中，观察是否有残渣。
方案乙
取该红色沉淀溶于稀硝酸中，观察溶液颜色。
方案丙
称取红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器中冷却，再称重，反复多次直到固体恒重称的固体质量为b g，比较a和b的关系。
(1)如果红色沉淀是Cu2O和Cu的混合物，按上述方案乙进行实验，写出可能发生反应的化学方程式                                      ；
(2)上述三个方案中，你认为最合理的是      ，实施该实验方案能说明红色沉淀仅是Cu2O的依据是                                              ；
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①溶液中的金属离子有Fe2+、Cu2+，不溶物是Cu
②溶液中的金属离子有Fe2+、Cu2+，不溶物是Fe
③溶液中的金属离子只有Cu2+，不溶物是Fe
④溶液中的金属离子只有Fe2+，不溶物是Fe、Cu
A．①③B．①④C．②③D．③④

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