Question

（14分）Fe、Cu都是人類較早使用的金屬，某�；瘜W研究性學習小組的同學運用實驗的手段研究Fe、Cu以及化合物的相關性質。請你參與研究并回答下列問題：
（1）甲同學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。你認為甲同學在實驗中應該觀察到的現(xiàn)象是__________________________。
（2）乙同學為驗證Fe在冷的濃HNO₃中發(fā)生鈍化但能和熱的濃HNO₃反應，設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既能控制反應的進行，又能減少氮氧化物的排放：__________________________________________.

（3）丙同學在Fe和濃HNO₃反應后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片逐漸溶解，反應一段時間后不再溶解（Cu有剩余）。
①丙同學依據(jù)反應現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO₃發(fā)生反應．他依據(jù)的反應現(xiàn)象是___________。
②丁同學認為丙同學的結論不完全正確．他的理由是_________________________．
（4）請你設計實驗證明在加入Cu片并反應完全后的溶液中含有Fe^2＋但不含有Fe^3＋。說明具體的操作和實驗現(xiàn)象_________________________________________。

Answer 1

（每空2分，共14分）
（1）Cu能在Cl₂中燃燒，產生棕黃色的煙
（2）兩支試管中的液體均超過試管容積的三分之一
加熱液體的試管應與桌面成45°角，向上傾斜而不應垂直向上
將裝置2中的鐵片改成一段為螺旋狀的鐵絲，螺旋狀的一段深入硝酸中，另一端伸出橡皮塞
（3）①試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體�、贔e和硝酸反應后的溶液中可能有HNO₃，但也一定有Fe^3＋，F(xiàn)e^3＋也能和Cu反應而使Cu片溶解
（4）取該溶液少許，滴加適量的KSCN溶液，不出現(xiàn)紅色，再滴加適量新制氯水，出現(xiàn)紅色

試題分析：（1）銅在氧氣中不燃燒，在氯氣中能燃燒產生棕黃色煙，故選氯氣．
（2）加熱液體時，試管內的液體不能超過試管的三分之一，超過三分之一時，加熱過程中容易產生暴沸，造成安全事故；加熱液體的試管應與桌面成45°角向上傾斜，不能豎直向上；改進后的銅絲容易抽拉，即容易控制反應的進行，從而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1/3；加熱液體的試管應與桌面成45°角向上傾斜；既能控制反應的進行又能減少氮氧化物的排放．
（3）①二氧化氮能和水反應生成硝酸和一氧化氮，當溶液中硝酸過量時，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，鐵和硝酸反應生成三價鐵，三價鐵和銅能反應生成二價鐵離子和銅離子，從而使銅片溶解，發(fā)生反應為
2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺．
故答案為：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺．
（4）二氧化氮能發(fā)生可逆反應生成四氧化二氮，2NO₂?N₂O₄，從而使收集的氣體小于0.1mol．
故答案為：2NO₂?N₂O₄。
點評：本題考查了常見金屬銅和鐵的化學性質，難度不大，寫三價鐵離子和銅反應的離子方程式時要注意電荷守恒。