Question

9．某小組同學為比較酸性條件下NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺的氧化性強弱，設計如下實驗（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗）．
實驗記錄如下：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象
Ⅰ	打開活塞c，將過量稀HNO3加入裝置B中，關閉活塞c	B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時間后，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	打開活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關閉活塞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	一段時間后，用注射器取出少量B裝置中的溶液，…	…
Ⅴ	打開活塞a，通入一段時間空氣	----

請回答下列問題：
（1）保存Fe（NO₃）₂溶液時，常加入鐵粉，目的是（用化學方程式表示）2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂．
（2）實驗Ⅰ中，發(fā)生反應的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）資料表明，F(xiàn)e²⁺能與NO結合形成深棕色物質(zhì)[Fe（NO）]²⁺：Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺
用平衡移動原理解釋實驗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）分析實驗現(xiàn)象，同學們得出了結論．則：
①實驗Ⅳ的后續(xù)操作是加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，觀察到的現(xiàn)象是生成藍色沉淀．
②由實驗得出的結論是氧化性：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-．
（5）實驗反思
①實驗操作V的目的是將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進NaOH溶液中吸收，防止污染大氣．
②實驗操作Ⅲ，開始時B中溶液的顏色并無明顯變化，此時溶液中發(fā)生反應的離子方程式是3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺．
③有同學認為裝置中的空氣會干擾實驗結論的得出，應在實驗前通一段時間的氮氣．你是否同意該看法，理由是不同意，
a．實驗Ⅰ中溶液變棕色，有NO生成，說明硝酸氧化Fe²⁺：氧化性NO₃^-＞Fe³⁺；
b．實驗Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說明二氧化硫還原了Fe³⁺：氧化性Fe³⁺＞SO₄^2-；
與裝置中是否有氧氣無關．．

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）打開活塞c，將過量稀HNO₃加入裝置B中，關閉活塞c，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時間后，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，平衡逆向進行，鐵離子溶液為黃色溶液；
（4）①打開活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關閉活塞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]溶液生成藍色沉淀，
②氧化還原反應中的氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物分析；
（5）①打開活塞a，通入一段時間空氣是將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進NaOH溶液中吸收；
②實驗操作Ⅲ，打開活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關閉活塞b，開始時B中溶液的顏色并無明顯變化是稀硝酸氧化二氧化硫的反應生成硫酸和一氧化氮氣體；
③實驗Ⅰ的現(xiàn)象，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時間后，溶液最終變?yōu)辄S色．硝酸氧化亞鐵離子為鐵離子，實驗Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說明二氧化硫還原了Fe³⁺，與空氣中的氧氣無關．

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，反應的化學方程式為：2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂，
故答案為：2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂；
（2）打開活塞c，將過量稀HNO₃加入裝置B中，關閉活塞c，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時間后，溶液最終變?yōu)辄S色，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：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打開活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關閉活塞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]溶液生成藍色沉淀，
故答案為：加入K₃[Fe（CN）₆]溶液；生成藍色沉淀；
②實驗Ⅰ是硝酸氧化亞鐵離子，說明硝酸的影響大于氧化產(chǎn)物鐵離子，實驗操作Ⅲ，打開活塞b，向A裝置中加入足量硫酸，關閉活塞b，開始時B中溶液的顏色并無明顯變化是稀硝酸氧化二氧化硫的反應生成硫酸和一氧化氮氣體，說明硝酸氧化性大于氧化物硫酸，實驗Ⅳ是二氧化硫通入鐵鹽溶液發(fā)生氧化還原反應，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打開活塞a，通入一段時間空氣，將裝置中的SO₂、NO、NO₂等氣體排進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NaOH溶液中吸收，防止污染大氣；
②實驗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，反應生成無色氣體一氧化氮，反應的離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O═3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺；
③實驗Ⅰ的現(xiàn)象，B中淺綠色溶液立即變?yōu)樯钭厣�；一段時間后，溶液最終變?yōu)辄S色．硝酸氧化亞鐵離子為鐵離子，實驗Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說明二氧化硫還原了Fe³⁺，兩個實驗現(xiàn)象都與空氣中的氧氣無關，裝置中的空氣不會干擾實驗結論，
故答案為：不同意，實驗Ⅰ中溶液變棕色，有NO生成，說明硝酸氧化Fe²⁺：氧化性NO₃^-＞Fe³⁺；實驗Ⅳ中溶液中檢出Fe²⁺，說明二氧化硫還原了Fe³⁺：氧化性Fe³⁺＞SO₄^2-；與裝置中是否有氧氣無關．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和離子檢驗，化學平衡和氧化還原反應的分析應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．