Question

8．如圖1所示是實驗室中制取氣體的一種簡易裝置．
（1）請簡述檢驗它的氣密性的方法關閉止水夾，從左管處加水，使U形管兩端形成液面差，一段時間后，液面差沒有變化，說明氣密性良好．
（2）利用如圖1所示裝置可以制�。ㄌ罘磻�物狀況及發(fā)生反應是否需要的條件）不溶于水的塊狀固體、不需要加熱而反應生成的氣體．
某同學設計如圖2所示裝置，用粗鐵粒與16.9%稀硝酸反應制取NO氣體并探究產(chǎn)物中鐵的價態(tài)．請回答有關問題．

（3）已知16.9%稀硝酸的密度為1.10g/cm³，則其物質的量濃度為2.95mol/L（計算結果保留兩位小數(shù)）．用若用63%的硝酸配制16.9%稀硝酸500mL，所需的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和量筒．
（4）當打開止水夾a、關閉止水夾b時，A裝置的干燥管中觀察到的現(xiàn)象是有紅棕色氣體出現(xiàn)．B裝置燒杯中液體的作用是吸收NO₂．當A裝置中氣體幾乎無色時，打開止水夾b，關閉止水夾a，可用C裝置收集NO氣體．
（5）已知下列反應可以發(fā)生：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\stackrel{高溫}{→}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，而A裝置中的稀硝酸即使換成濃硝酸，也不能生成+6價的鐵的化合物，其原因是d．
a．HNO₃的氧化性比KNO₃弱             b．反應的溫度不夠
c．HNO₃的熱穩(wěn)定性比KNO₃差           d．FeO₄^2-不能存在于酸性溶液中
（6）現(xiàn)有儀器和藥品：試管和膠頭滴管，0.1mol/LKSCN溶液、0.2mol/L酸性KMnO₄溶液、0.1mol/LKI溶液、氯水等．請設計一個簡單實驗，探究A裝置燒杯里完全反應后含鐵可能的價態(tài)，填寫下列實驗報告：

實驗步驟	操作	現(xiàn)象與結論
第一步	取少量液體裝于試管，向試管中滴入幾滴KSCN溶液．
第二步		若溶液紫色褪去，則說明含有Fe2+； 若無明顯變化，則說明不含F(xiàn)e2+．

Answer 1

分析 （1）利用壓強差檢驗裝置的氣密性；
（2）該裝置屬于固液混合不加熱型裝置，根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件來確定制取的氣體；
（3）c=$\frac{1000ρw}{M}$mol/L；根據(jù)儀器的作用選取儀器；
（4）鐵和稀硝酸反應生成無色的一氧化氮，一氧化氮能被空氣氧化生成二氧化氮；二氧化氮能被堿液吸收；
（5）FeO₄^2-屬于弱酸根離子，不能和大量氫離子共存；
（6）鐵離子能和硫氰化鉀溶液反應絡合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和硫氰化鉀溶液不反應；
亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化．

解答 解：（1）利用壓強差檢驗裝置的氣密性，檢驗方法是：關閉止水夾，從左管處加水，使U形管兩端形成液面差，一段時間后，液面差沒有變化，說明氣密性良好，
故答案為：關閉止水夾，從左管處加水，使U形管兩端形成液面差，一段時間后，液面差沒有變化，說明氣密性良好；
（2）該裝置屬于固液混合不加熱型裝置，用有孔隔板放置固體，所以反應物必須是不溶于水的塊狀固體，且該反應不需要加熱，
故答案為：不溶于水的塊狀固體、不需要加熱而反應生成的；
（3）c=$\frac{1000ρw}{M}$mol/L=$\frac{1000×1.10×16.9%}{63}$mol/L=2.95mol/L； 
配制過程中還需要量筒量取濃硝酸，
故答案為：2.95mol/L；量筒；
（4）鐵和稀硝酸反應生成一氧化氮，一氧化氮會迅速被氧化為二氧化氮，所以A裝置的干燥管中觀察到的現(xiàn)象是：有紅棕色氣體出現(xiàn)，二氧化氮有毒，屬于酸性氣體，可以用燒堿溶液吸收，
故答案為：有紅棕色氣體出現(xiàn)；吸收NO₂；
（5）FeO₄^2-屬于弱酸根離子，不能和大量氫離子共存，即FeO₄^2-不能存在于酸性溶液中，故選d，
故答案為：d；
（6）鐵離子能和硫氰化鉀溶液反應絡合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和硫氰化鉀溶液不反應；
亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，鐵離子不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，
如果向溶液中滴加硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)檠�紅色就說明含有鐵離子，否則不含鐵離子；
如果向溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，如果酸性高錳酸鉀溶液褪色，就說明含有亞鐵離子，否則不含亞鐵離子，
故答案為：若溶液呈血紅色，則說明含F(xiàn)e³⁺，若不顯血紅色，證明沒有Fe³⁺；
取少量液體裝于試管，向試管中滴入幾滴酸性KMnO₄溶液．

點評 本題考查了實驗方案的設計、裝置氣密性的檢驗、反應裝置的選取等知識點，明確物質的性質是解本題關鍵，根據(jù)物質的性質設計實驗，實驗設計是高考的難點，會根據(jù)實驗目的描述實驗步驟、實驗現(xiàn)象，由此得出的結論，題目難度較大．