Question

(11分)Fe、Cu都是人类最早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质．请你参与研究并回答下列问题：

(1)甲同学取两束细铜丝用砂纸打磨后在酒精灯上加热至红热，再分别伸到O₂、Cl₂的集气瓶中．你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是___________________________．

(2)乙同学为验证Fe在冷的浓HNO₃中发生钝化但能和热的浓HNO₃反应，设计了如图所示的实验，请你指出其中的两处错误：________________________________________、______________________________________________________；纠正上述错误后，请你从绿色化学的角度出发，对装置2提出改进建议，使装置2既能控制反应的进行，又能减少氮氧化物的排放：__________________________________________.

(3)丙同学在Fe和浓HNO₃反应后的溶液中加入一块Cu片，Cu片逐渐溶解，反应一段时间后不再溶解．

①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO₃发生反应．他依据的反应现象是________________________________．

②丁同学认为丙同学的结论不完全正确．他的理由是_________________________．

(4)请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe^2＋但不含有Fe^3＋.说明具体的操作和实验现象__________________________________________．

Answer

(1)Cu能在Cl2中燃烧，但不能在O2中燃烧

(2)两支试管中的液体均超过试管容积的三分之一

加热液体的试管应与桌面成45°角，向上倾斜而不应垂直向上 将装置2中的铁片改成一段为螺旋状的铁丝，螺旋状的一段深入硝酸中，另一端伸出橡皮塞

(3)①试管上部出现红棕色气体 ②Fe和硝酸反应后的溶液中可能有HNO3，但一定有Fe3＋，Fe3＋也能和Cu反应而使Cu片溶解

(4)取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色

【解析】(1)结合，可预测观察到的现象为：灼热的铜丝可在氯气中燃烧，而在氧气中表面变黑，但不能燃烧．

(2)从实验基本操作入手，可观察到实验装置中的两处错误为：试管内的液体超过其容积的1/3，这样会导致加热时液体溅出伤人，在给试管里的液体加热时，必须使试管倾斜，与桌面呈45°夹角．

回顾Cu与浓硫酸反应的实验中将铜丝绕成螺旋状的做法，在本实验中将装置2中的铁片改成一段为螺旋状的铁丝，螺旋状的一段深入硝酸中，另一端伸出橡皮塞．

(3)①根据Cu与浓硝酸反应时最明显的现象是生成红棕色的NO2气体；②丁同学考虑问题时较全面，这是因为硝酸能与金属铜反应，Fe3＋也能与金属Cu反应而使铜溶解．

(4)此问实际是Fe3＋检验知识的应用，方法是：取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色．