為探究鐵和稀硝酸反應(yīng)后溶液中鐵元素存在形式,某化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
提出假設(shè):
假設(shè)1:溶液中只有Fe2+;
假設(shè)2:
 
;
假設(shè)3:
 

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、驗(yàn)證假設(shè):(請(qǐng)完成下列表格)
實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
1.
 
若溶液不變紅,則假設(shè)1正確;
若溶液變紅,則假設(shè)2或假設(shè)3正確
2.另取少許反應(yīng)后溶液于試管中,滴加1-2滴0.01mol/L KMnO4溶液,振蕩
 
問(wèn)題分析:
(1)若已知鐵和稀硝酸反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體2.24L,則上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的硝酸物質(zhì)的量為
 
;
(2)若假設(shè)1正確,請(qǐng)寫(xiě)出鐵和稀硝酸發(fā)生該反應(yīng)的離子方程式:
 
;
(3)某同學(xué)向反應(yīng)后溶液中滴加適量NaOH溶液,未發(fā)現(xiàn)白色沉淀產(chǎn)生,由此斷定溶液中沒(méi)有Fe2+,他這種說(shuō)法對(duì)嗎?請(qǐng)分析理由:
 
分析:根據(jù)鐵元素的價(jià)態(tài)為+2、+3價(jià)判斷鐵元素存在形式為鐵離子和亞鐵離子,據(jù)此推斷可能存在的三種情況;先使用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵離子,然后利用亞鐵離子的還原性使用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子;
(1)根據(jù)反應(yīng)方程式3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O、Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O可知,消耗硝酸的物質(zhì)的量為一氧化氮的4倍;
(2)假設(shè)1:溶液中只有Fe2+;鐵與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、一氧化氮和水,據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式;
(3)氫氧化鐵為紅褐色沉淀,氫氧化亞鐵為白色沉淀,紅褐色能夠掩蓋白色.
解答:解:鐵和稀硝酸反應(yīng)后,溶液中鐵元素的存在形式由兩種情況:鐵離子、亞鐵離子,所以溶液中存在三種假設(shè):液中只有Fe2+;溶液中只有Fe3+;溶液中既有Fe2+,又有Fe3+;
檢驗(yàn)假設(shè)方法為:取少許反應(yīng)后溶液于試管中,滴加1-2滴KSCN溶液,振蕩,若溶液不變紅,則假設(shè)1正確;若溶液變紅,則假設(shè)2或假設(shè)3正確;
另取少許反應(yīng)后溶液于試管中,滴加1-2滴0.01mol/L KMnO4溶液,振蕩,若KMnO4溶液不褪色,則假設(shè)2正確;若KMnO4溶液褪色,則假設(shè)1或假設(shè)3正確,
故答案為:溶液中只有Fe3+;溶液中既有Fe2+,又有Fe3+;
實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
1.取少許反應(yīng)后溶液于試管中,滴加1-2滴KSCN溶液,振蕩
若KMnO4溶液不褪色,則假設(shè)2正確;
若KMnO4溶液褪色,則假設(shè)1或假設(shè)3正確
【問(wèn)題分析】
(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO氣體2.24L的物質(zhì)的量為0.1mol,由方程式3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O、Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O可知,消耗硝酸的物質(zhì)的量為一氧化氮的4倍,所以消耗硝酸物質(zhì)的量為0.4mol,
故答案為:0.4mol;
(2)假設(shè)1中只有亞鐵離子生成,所以鐵與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為:3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O,
故答案為:3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O;
(3)鐵離子與氫氧根離子反應(yīng)生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀,而亞鐵離子與氫氧根反應(yīng)生成的是白色氫氧化亞鐵,由于紅褐色的氫氧化鐵能夠?qū)咨谏w,所以這種說(shuō)法錯(cuò)誤,
故答案為:不對(duì),若同時(shí)有Fe3+,則Fe(OH)3顏色會(huì)將白色掩蓋.
點(diǎn)評(píng):本題考查了鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn),題目難度中等,注意明確亞鐵離子、鐵離子具有的化學(xué)性質(zhì)及檢驗(yàn)方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)某同學(xué)用圖示裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究.
a.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中.
b.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞.
c.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入300mL 6mol/L的稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解.
(一)氣體產(chǎn)物成分探究:
(1)燃燒紅磷的目的是
 

(2)為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是
 

(二)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)探究:
(1)提出合理假設(shè):
假設(shè)1:產(chǎn)物只有+3價(jià)鐵;
假設(shè)2:
 
;
假設(shè)3:
 

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):分別取小燒杯中反應(yīng)后溶液裝入兩支試管甲、乙,在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液;在乙試管中滴加KSCN溶液,觀察現(xiàn)象.推測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論:
①若現(xiàn)象為:
 
,則假設(shè)1正確;
②若現(xiàn)象為:
 
,則假設(shè)2正確;
③若現(xiàn)象為:
 
,則假設(shè)3正確.
(3)a值范圍為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)某同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)步驟為:
A.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有ag純鐵粉的小燒杯放入瓶中.
B.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞.
C.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入120ml 6mol/L的稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解.
(一)氣體產(chǎn)物成分探究
①燃燒紅磷的目的
 

②為證明氣體產(chǎn)物為NO,該同學(xué)在步驟c后打開(kāi)止水夾,
向瓶?jī)?nèi)通入少量氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(二)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)探究:
(1)提出合理假設(shè):
假設(shè)1:產(chǎn)物中只有+2價(jià)鐵;
假設(shè)2:
 

假設(shè)3:
 

(2)請(qǐng)根據(jù)以下操作填寫(xiě)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象 結(jié)論
分別取小燒杯中反應(yīng)后溶液裝入甲、乙兩支試管,在甲中滴加紫色的酸性KMnO4溶液;在乙中滴加KSCN溶液
 
 
 
 
 
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011屆廣東省中山市高三化學(xué)模擬試卷(十) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(16分)某同學(xué)用圖示裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究。(相對(duì)原子質(zhì)量Fe:56)

a.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中。
b.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞。
c.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入200mL 6mol/L的稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解。
(一)氣體產(chǎn)物成分探究
①實(shí)驗(yàn)前如何檢查該裝置的氣密性                               
②燃燒紅磷的目的是                                  。
③為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是___________________。
(二)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)探究:
(1)提出合理假設(shè):
假設(shè)1:產(chǎn)物只有+3價(jià)鐵;
假設(shè)2:                                                   
假設(shè)3:                                                  。
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):分別取小燒杯中反應(yīng)后溶液裝入兩支試管甲、乙,在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液;在乙試管中滴加KSCN溶液,觀察現(xiàn)象。推測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論:
①若現(xiàn)象為:                                    ,則假設(shè)1正確;
②若現(xiàn)象為:                                     ,則假設(shè)2正確;
③若現(xiàn)象為:                                     ,則假設(shè)3正確。
(3)a值范圍為                             。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010-2011學(xué)年湖南省十二校聯(lián)考高三上學(xué)期第一次考試化學(xué)試卷 題型:填空題

某同學(xué)用圖示裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究。

 

a.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有a g純鐵粉的小燒杯放入瓶中。

b.關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞。

c.待紅磷充分燃燒,一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入300mL 6mol/L的稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解。

(一)氣體產(chǎn)物成分探究:

(1)燃燒紅磷的目的是 。

(2)為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是      。

(二)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)探究:

(1)提出合理假設(shè):

假設(shè)1:產(chǎn)物只有+3價(jià)鐵;

假設(shè)2:                    ;

假設(shè)3:                    

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):分別取小燒杯中反應(yīng)后溶液裝入兩支試管甲、乙,在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液;在乙試管中滴加KSCN溶液,觀察現(xiàn)象。推測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論:

①若現(xiàn)象為:                       ,則假設(shè)1正確;

②若現(xiàn)象為:                       ,則假設(shè)2正確;

③若現(xiàn)象為:                       ,則假設(shè)3正確。

 (3)a值范圍為        

 

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