Question

課外興趣小組設計圖所示裝置，用粗鐵粒與密度為1.89g?mL^-1（質量分數為5%）的硝酸反應制取NO氣體．請回答有關問題．
（1）密度為1.89g?mL^-1的硝酸的物質的量濃度為

1.5mol/L

．
（2）NO氣體能用排水法收集，而不能用排空氣法收集的可能原因是

NO密度與空氣接近，且能與空氣中氧氣反應

．
（3）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象是

有無色氣體生成，逐漸變為紅棕色，同時金屬溶解

．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．
（4）完全反應后，A裝置燒杯里含鐵元素的價態可能是+2價或+3價或+2價和+3價．現有儀器和藥品：試管和膠頭滴管，0.1mol?L^-1KSCN溶液、0.1mol?L^-1KI溶液、0.2mol?L^-1酸性KMnO₄溶液、氯水等．請設計一個簡單實驗，探究上述判斷，填寫下列實驗報告：

實驗步驟	操作	現象與結論
第一步	取少量液體裝于試管，向試管中滴入幾滴KSCN溶液	溶液變紅說明含有Fe3+，溶液不變紅色說明不含Fe3+
第二步	取溶液少許于試管內，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液．	若溶液紫色褪去，則說明含有Fe2+，若無明顯變化，則說明不含Fe2+

Answer 1

分析：（1）根據c=

1000ρω

M

計算該硝酸的濃度．
（2）NO密度與空氣接近，且能與氧氣反應．
（3）鐵與稀硝酸反應生成NO，NO在液面上部與氧氣反應生成二氧化氮．
（4）取溶液滴入KSCN溶液，溶液變紅說明含有Fe³⁺，否則不含Fe³⁺．
加入氧化性的物質，溶液紫色，應加入酸性高錳酸鉀．

解答：解：（1）該硝酸的濃度為

1000×1.89×5%

63

mol/L=1.5mol/L．
故答案為：1.5mol/L．
（2）NO密度與空氣接近，且能與空氣中氧氣反應，NO不溶于水，故不能用排空氣法收集，用排水法收集．
故答案為：NO密度與空氣接近，且能與空氣中氧氣反應．
（3）鐵與稀硝酸反應生成NO，NO在液面上部與氧氣反應生成二氧化氮，氣體由無色變為紅棕色，同時金屬溶解．
故答案為：有無色氣體生成，逐漸變為紅棕色，同時金屬溶解．
（4）取溶液滴入KSCN溶液，溶液變紅說明含有Fe³⁺，溶液不變紅色說明不含Fe³⁺．
取溶液少許于試管內，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，若溶液紫色褪去，說明含有Fe²⁺，若無明顯變化，則說明不含Fe²⁺．
故答案為：溶液變紅說明含有Fe³⁺，溶液不變紅色說明不含Fe³⁺；取溶液少許于試管內，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液．

點評：考查硝酸的性質、對實驗原理裝置的理解、方案設計、物質的量濃度計算等，難度中等，是對硝酸性質的綜合考查，需要學生具有運用知識解決問題的能力．