Question

9．某小組同學(xué)為比較酸性條件下NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺的氧化性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗(yàn)）．
實(shí)驗(yàn)記錄如下：

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	打開(kāi)活塞c，將過(guò)量稀HNO3加入裝置B中，關(guān)閉活塞c	B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時(shí)間后，溶液最終變?yōu)辄S色．
Ⅱ	用注射器取出少量B裝置中的溶液，加入KSCN溶液	溶液變?yōu)榧t色．
Ⅲ	打開(kāi)活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關(guān)閉活塞b	A中產(chǎn)生氣體；B中有氣泡，液面上有少量紅棕色氣體生成．
Ⅳ	一段時(shí)間后，用注射器取出少量B裝置中的溶液，…	…
Ⅴ	打開(kāi)活塞a，通入一段時(shí)間空氣	----

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）保存Fe（NO₃）₂溶液時(shí)，常加入鐵粉，目的是（用化學(xué)方程式表示）2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）資料表明，F(xiàn)e²⁺能與NO結(jié)合形成深棕色物質(zhì)[Fe（NO）]²⁺：Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺
用平衡移動(dòng)原理解釋實(shí)驗(yàn)I中溶液由深棕色變?yōu)辄S色的原因是Fe²⁺被稀硝酸氧化為Fe³⁺，使溶液中c（Fe²⁺）逐漸下降（同時(shí)NO的逐漸逸出，也使溶液中c（NO）逐漸下降），平衡Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺左移，溶液棕色褪去，顯示出Fe³⁺的黃色．．
（4）分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同學(xué)們得出了結(jié)論．則：
①實(shí)驗(yàn)Ⅳ的后續(xù)操作是加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，觀察到的現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀．
②由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-．
（5）實(shí)驗(yàn)反思
①實(shí)驗(yàn)操作V的目的是將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進(jìn)NaOH溶液中吸收，防止污染大氣．
②實(shí)驗(yàn)操作Ⅲ，開(kāi)始時(shí)B中溶液的顏色并無(wú)明顯變化，此時(shí)溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺．
③有同學(xué)認(rèn)為裝置中的空氣會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前通一段時(shí)間的氮?dú)猓�你是否同意該看法，理由是不同意�?br />a．實(shí)驗(yàn)Ⅰ中溶液變棕色，有NO生成，說(shuō)明硝酸氧化Fe²⁺：氧化性NO₃^-＞Fe³⁺；
b．實(shí)驗(yàn)Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說(shuō)明二氧化硫還原了Fe³⁺：氧化性Fe³⁺＞SO₄^2-；
與裝置中是否有氧氣無(wú)關(guān)．．

Answer 1

分析 （1）硝酸亞鐵易被空氣中的氧氣氧化為硝酸鐵，加入鐵可以還原硝酸鐵為硝酸亞鐵；
（2）打開(kāi)活塞c，將過(guò)量稀HNO₃加入裝置B中，關(guān)閉活塞c，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時(shí)間后，溶液最終變?yōu)辄S色，亞鐵離子被氧化為鐵離子；
（3）Fe²⁺能與NO結(jié)合形成深棕色物質(zhì)[Fe（NO）]²⁺：Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺，亞鐵離子被氧化，平衡逆向進(jìn)行，鐵離子溶液為黃色溶液；
（4）①打開(kāi)活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關(guān)閉活塞b，A中產(chǎn)生氣體；B中有氣泡，液面上有少量紅棕色氣體生成，一段時(shí)間后，用注射器取出少量B裝置中的溶液為亞鐵離子的溶液，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液生成藍(lán)色沉淀，
②氧化還原反應(yīng)中的氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物分析；
（5）①打開(kāi)活塞a，通入一段時(shí)間空氣是將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進(jìn)NaOH溶液中吸收；
②實(shí)驗(yàn)操作Ⅲ，打開(kāi)活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關(guān)閉活塞b，開(kāi)始時(shí)B中溶液的顏色并無(wú)明顯變化是稀硝酸氧化二氧化硫的反應(yīng)生成硫酸和一氧化氮?dú)怏w；
③實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時(shí)間后，溶液最終變?yōu)辄S色．硝酸氧化亞鐵離子為鐵離子，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說(shuō)明二氧化硫還原了Fe³⁺，與空氣中的氧氣無(wú)關(guān)．

解答 解：（1）硝酸亞鐵易被空氣中的氧氣氧化為硝酸鐵，目的是加入鐵可以還原硝酸鐵為硝酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂，
故答案為：2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂；
（2）打開(kāi)活塞c，將過(guò)量稀HNO₃加入裝置B中，關(guān)閉活塞c，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時(shí)間后，溶液最終變?yōu)辄S色，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）Fe²⁺能與NO結(jié)合形成深棕色物質(zhì)[Fe（NO）]²⁺：Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺，亞鐵離子被氧化，平衡逆向進(jìn)行，溶液棕色褪去，顯示出Fe³⁺的黃色，
故答案為：Fe²⁺被稀硝酸氧化為Fe³⁺，使溶液中c（Fe²⁺）逐漸下降（同時(shí)NO的逐漸逸出，也使溶液中c（NO）逐漸下降），平衡Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺左移，溶液棕色褪去，顯示出Fe³⁺的黃色；
（4）①打開(kāi)活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關(guān)閉活塞b，A中產(chǎn)生氣體；B中有氣泡，液面上有少量紅棕色氣體生成，一段時(shí)間后，用注射器取出少量B裝置中的溶液為亞鐵離子的溶液，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液生成藍(lán)色沉淀，
故答案為：加入K₃[Fe（CN）₆]溶液；生成藍(lán)色沉淀；
②實(shí)驗(yàn)Ⅰ是硝酸氧化亞鐵離子，說(shuō)明硝酸的影響大于氧化產(chǎn)物鐵離子，實(shí)驗(yàn)操作Ⅲ，打開(kāi)活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關(guān)閉活塞b，開(kāi)始時(shí)B中溶液的顏色并無(wú)明顯變化是稀硝酸氧化二氧化硫的反應(yīng)生成硫酸和一氧化氮?dú)怏w，說(shuō)明硝酸氧化性大于氧化物硫酸，實(shí)驗(yàn)Ⅳ是二氧化硫通入鐵鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鐵離子的影響大于氧化產(chǎn)物硫酸，氧化性大小為：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-，
故答案為：氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-；
（5）①打開(kāi)活塞a，通入一段時(shí)間空氣，將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進(jìn)NaOH溶液中吸收，防止污染大氣，
故答案為：將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進(jìn)NaOH溶液中吸收，防止污染大氣；
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ是生成的二氧化硫通入裝置B溶液中硝酸根離子氧化二氧化硫生成硫酸，反應(yīng)生成無(wú)色氣體一氧化氮，反應(yīng)的離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺；
③實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時(shí)間后，溶液最終變?yōu)辄S色．硝酸氧化亞鐵離子為鐵離子，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說(shuō)明二氧化硫還原了Fe³⁺，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都與空氣中的氧氣無(wú)關(guān)，裝置中的空氣不會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論，
故答案為：不同意，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中溶液變棕色，有NO生成，說(shuō)明硝酸氧化Fe²⁺：氧化性NO₃^-＞Fe³⁺；實(shí)驗(yàn)Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說(shuō)明二氧化硫還原了Fe³⁺：氧化性Fe³⁺＞SO₄^2-；與裝置中是否有氧氣無(wú)關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和離子檢驗(yàn)，化學(xué)平衡和氧化還原反應(yīng)的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．