Question

Fe、Cu都是人類較早使用的金屬，某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)運用實驗的手段研究Fe、Cu以及化合物的相關(guān)性質(zhì)．請你參與研究并回答下列問題：
（1）甲同學(xué)取一束細銅絲用砂紙打磨后在酒精燈上加熱至紅熱，再伸到Cl₂的集氣瓶中．你認為甲同學(xué)在實驗中應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是______．
（2）乙同學(xué)為驗證Fe在冷的濃HNO₃中發(fā)生鈍化但能和熱的濃HNO₃反應(yīng)，設(shè)計了如圖所示的實驗，請你指出其中的兩處錯誤：______、______；糾正上述錯誤后，請你從綠色化學(xué)的角度出發(fā)，對裝置2提出改進建議，使裝置2既能控制反應(yīng)的進行，又能減少氮氧化物的排放：______．
（3）丙同學(xué)在Fe和濃HNO₃反應(yīng)后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片逐漸溶解，反應(yīng)一段時間后不再溶解（Cu有剩余）．
①丙同學(xué)依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO₃發(fā)生反應(yīng)．他依據(jù)的反應(yīng)現(xiàn)象是______．
②丁同學(xué)認為丙同學(xué)的結(jié)論不完全正確．他的理由是______．
（4）請你設(shè)計實驗證明在加入Cu片并反應(yīng)完全后的溶液中含有Fe²⁺但不含有Fe³⁺．說明具體的操作和實驗現(xiàn)象______．

Answer 1

（1）銅在氧氣中不燃燒，在氯氣中能燃燒產(chǎn)生棕黃色煙，故答案為：銅在氯氣在燃燒產(chǎn)生棕黃色煙；
（2）加熱液體時，試管內(nèi)的液體超過試管的三分之一，超過三分之一時，加熱過程中容易產(chǎn)生暴沸，造成安全事故；加熱液體的試管不與桌面成45°角向上傾斜，不能豎直向上；改進后的銅絲容易抽拉，即容易控制反應(yīng)的進行，從而減少氮氧化物的排放，將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲，螺旋狀的一端深入硝酸中，另一端伸出橡膠塞，既能控制反應(yīng)的進行又能減少氮氧化物的排放；
故答案為：兩只試管中的液體均超過試管容積的

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；加熱液體的試管不與桌面成45°角向上傾斜；將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲，螺旋狀的一端深入硝酸中，另一端伸出橡膠塞；
（3）①二氧化氮能和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，當(dāng)溶液中硝酸過量時，抑制二氧化氮的溶解，所以可看到氣體呈紅棕色，故答案為：試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體；
②硝酸過量時，鐵和硝酸反應(yīng)生成三價鐵，三價鐵和銅能反應(yīng)生成二價鐵離子和銅離子，從而使銅片溶解，發(fā)生反應(yīng)為2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，
故答案為：鐵和硝酸反應(yīng)后的溶液中可能含有硝酸，但一定含有鐵離子，鐵離子液可以和銅反應(yīng)使銅溶解；
（4）取適量反應(yīng)后的溶液放入試管中，加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再加入少量氯水，溶液變紅則證明溶液中含有Fe²⁺但不含F(xiàn)e³⁺，
故答案為：取適量反應(yīng)后的溶液放入試管中，加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再加入少量氯水，溶液變紅則證明溶液中含有Fe²⁺但不含F(xiàn)e³⁺．