Question

(11分)Fe、Cu都是人類最早使用的金屬，某校化學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)甲同學取兩束細銅絲用砂紙打磨后在酒精燈上加熱至紅熱，再分別伸到O₂、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．

①丙同學依據反應現(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

【答案】

(1)Cu能在Cl₂中燃燒，但不能在O₂中燃燒

(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

【解析】(1)結合，可預測觀察到的現(xiàn)象為：灼熱的銅絲可在氯氣中燃燒，而在氧氣中表面變黑，但不能燃燒．

(2)從實驗基本操作入手，可觀察到實驗裝置中的兩處錯誤為：試管內的液體超過其容積的1/3，這樣會導致加熱時液體濺出傷人，在給試管里的液體加熱時，必須使試管傾斜，與桌面呈45°夾角．

回顧Cu與濃硫酸反應的實驗中將銅絲繞成螺旋狀的做法，在本實驗中將裝置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根據Cu與濃硝酸反應時最明顯的現(xiàn)象是生成紅棕色的NO₂氣體；②丁同學考慮問題時較全面，這是因為硝酸能與金屬銅反應，F(xiàn)e^3＋也能與金屬Cu反應而使銅溶解．

(4)此問實際是Fe^3＋檢驗知識的應用，方法是：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．