Question

16．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究鐵與濃、稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物．他們通過(guò)查資料得知：Nessler試劑（K₂HgI₄的KOH溶液）可與NH₄⁺反應(yīng)生成沉淀
（1）將鐵加入足量濃硝酸時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象，加熱，產(chǎn)生紅棕色氣體，同時(shí)溶液變?yōu)辄S色，紅棕色氣體為NO₂（填化學(xué)式），黃色溶液中含有的金屬陽(yáng)離子Fe³⁺．（填離子符號(hào)）
（2）將過(guò)量鐵加入稀硝酸中一段時(shí)間后，取反應(yīng)完全的溶液少量加入幾滴NaOH溶液加熱，產(chǎn)生使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該氣體為NH₃（填化學(xué)式）．
（3）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)同學(xué)們認(rèn)為鐵與稀硝酸反應(yīng)，原理復(fù)雜．所以增加了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖，注射器中吸有空氣．按圖示裝置反應(yīng)完畢后，取適量溶液于試管，滴加足量鹽酸，再逐滴加入KOH至pH4.5--5.5，待沉淀完全后，向上層清液中加入Nessler試劑．
①向溶液中滴加鹽酸時(shí)發(fā)生的離子方程式為：3Fe²⁺+4 H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2 H₂O
②注射器中空氣的作用：檢驗(yàn)產(chǎn)生的NO
觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：液面上、注射器內(nèi)：無(wú)色氣體逐漸變?yōu)闇\棕色，注射器內(nèi)氣體體積下降加入Nessler試劑：出現(xiàn)沉淀
③注射器內(nèi)氣體體積下降可能原因?yàn)椋ㄓ没瘜W(xué)用語(yǔ)解釋）2NO₂?N₂O₄
（4）請(qǐng)將以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論補(bǔ)充完整：鐵與濃硝酸反應(yīng)還原產(chǎn)物為NO₂、鐵與稀硝酸反應(yīng)，還原產(chǎn)物為NH₄⁺和NO．

Answer 1

分析 （1）鐵與足量的濃硝酸在加熱條件下反應(yīng)生成硝酸鐵、二氧化氮；
（2）將過(guò)量鐵加入稀硝酸中一段時(shí)間后，取反應(yīng)完全的溶液少量加入幾滴NaOH溶液加熱，產(chǎn)生使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該氣體為氨氣；
（3）①酸性條件下，硝酸根具有強(qiáng)氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)被還原生成NO；
②NO與氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮，可以檢驗(yàn)生成的氣體是否為NO；
③二氧化氮與四氧化二氮之間存在平衡；
（4）由實(shí)驗(yàn)可知，鐵與稀硝酸反應(yīng)，還原產(chǎn)物為NH₄⁺和NO．

解答 解：（1）鐵與足量的濃硝酸在加熱條件下，產(chǎn)生紅棕色氣體，同時(shí)溶液變?yōu)辄S色，紅棕色氣體為NO₂，黃色溶液中含有的金屬陽(yáng)離子為Fe³⁺，
故答案為：NO₂；Fe³⁺；
（2）將過(guò)量鐵加入稀硝酸中一段時(shí)間后，取反應(yīng)完全的溶液少量加入幾滴NaOH溶液加熱，產(chǎn)生使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該氣體為NH₃，
故答案為：NH₃；
（3）①酸性條件下，硝酸根具有強(qiáng)氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)被還原生成NO，反應(yīng)離子方程式為：3Fe²⁺+4 H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2 H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4 H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2 H₂O；
②NO與氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮，可以檢驗(yàn)生成的氣體是否為NO，
故答案為：檢驗(yàn)產(chǎn)生的NO；
③二氧化氮與四氧化二氮之間存在平衡：2NO₂?N₂O₄，氣體的體積減小，
故答案為：2NO₂?N₂O₄；
（4）由實(shí)驗(yàn)可知，鐵與稀硝酸反應(yīng)，還原產(chǎn)物為NH₄⁺和NO，
故答案為：鐵與稀硝酸反應(yīng)，還原產(chǎn)物為NH₄⁺和NO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，注意根據(jù)現(xiàn)象分析解答，較好的考查學(xué)生分析歸納總結(jié)能力，注意元素化合物性質(zhì)的掌握．