Question

13．甲、乙两同学用如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+NO?Fe（NO）SO₄（棕色）△H＜0．
III．NO₂和NO都能被KMnO₄氧化吸收．
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，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．

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常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生．
（2）检验是否生成-3价氮的化合物，应进行的实验操作是取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH₄⁺．
（3）证明A溶液中是否含有Fe³⁺，选择的药品是（填序号）d
a．铁粉   b．溴水    c．铁氰化钾溶液    d．硫氰化钾溶液．
（4）根据实验现象写出A中一定发生反应的化学方程式Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）依据常温下铁在浓硝酸中发生钝化分析，常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生；
（2）若有-3价氮的化合物生成，应生成NH₄⁺，检验A溶液中是否有NH₄⁺离子即可；
（3）检验亚铁离子的试剂为铁氰化钾溶液，证明铁离子的试剂可以用硫氰化钾溶液，亚铁离子和铁鉄氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液；
（4）A中一定发生铁与热的浓硝酸反应，反应的化学方程式为：Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，由此分析解答．

解答 解：（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，
故答案为：常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生；
（2）生成-3价氮的化合物是氨气，氨气极易溶于水生成氨水，氨水电离生成铵根离子，检验铵根离子的方法是：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH₄⁺，
故答案为：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH₄⁺；
（3）亚铁离子的特征反应是：亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，铁离子的特征反应是：铁离子和无色的硫氰化钾溶液反应血红色溶液，证明A溶液中是否含有Fe³⁺，用无色的硫氰化钾溶液，故答案为：d；
（4）A中一定发生铁与热的浓硝酸反应，反应的化学方程式为：Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Fe+4HNO₃（浓）=Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

点评 本题考查性质方案的设计，题目难度中等，涉及铁、硝酸的性质，铁离子的检验，为高考热点，注意常温时，铁和浓硝酸不是不反应，而是发生了钝化现象，阻止了进一步反应，为易错点，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．