Question

甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。

文献记载：

I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物。

II．FeSO₄+NO⇌Fe(NO)SO₄(棕色) 。

III．NO₂和NO都能被KMnO₄氧化吸收。

甲的实验操作和现象记录如下：

实验操作	实验现象
(1)打开弹簧夹，通入一段时间某气体，关闭弹簧夹。
(2)打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞。	无明显现象。
(3)加热烧瓶，反应开始后停止加热。	①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅； B中溶液变棕色； C中溶液紫色变浅。 ②反应停止后，A中有固体剩余。

请回答下列问题：

(1)为排除空气对实验的干扰，操作(1)中通入的气体可能是________________。

(2)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是__________________________。

(3)试写出加热烧瓶后A中有红棕色气体产生的化学方程式_______________。

(4)甲认为B中溶液变棕色是因为A中有NO生成，你认为甲的观点对吗_________(填正确或错误)？请结合方程式简述原因 ________________________________。

(5)检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作是________________________。

Answer

N2或CO2(氮气或二氧化碳)等 常温下铁在浓硝酸中钝化 Fe+6HNO3Fe(NO)3+3NO2↑+3H2O 错误 3NO2+H2O=2HNO3+NO，该反应生成的一氧化氮能与FeSO4变棕色 取A中液体少许于试管中，加入浓氢氧化钠溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若变蓝，证明生成了铵盐；否则，没有生成铵盐

【解析】

(1)为排除空气对实验的干扰，操作(1)中通入的气体可能是氮气或二氧化碳；

(2)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生；

(3)浓硝酸与铁在加热条件下反应生成硝酸铁、二氧化氮和水；

(4)二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，生成的硝酸能将硫酸亚铁氧化为硫酸铁使溶液变为棕色，同时结合已知信息，生成的一氧化氮也可以与硫酸亚铁反应转化为Fe(NO)SO4变棕色；

(5) 若有-3价氮的化合物生成，应生成NH4+，检验A溶液中是否有NH4+离子即可。

(1)为排除空气对实验的干扰，操作(1)中通入的气体可能是N2或CO2(氮气或二氧化碳)等；

(2)常温时，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了铁和浓硝酸进一步反应，即产生钝化现象，所以滴入浓硝酸加热前没有明显现象；

(3)浓硝酸与铁在加热条件下反应生成硝酸铁、二氧化氮和水，化学方程式Fe+6HNO3Fe(NO)3+3NO2↑+3H2O；

(4)甲认为B中溶液变棕色是因为A中有NO生成，甲的观点错误，3NO2+H2O=2HNO3+NO，结合已知信息II，该反应生成的一氧化氮能与FeSO4变棕色；

(5)生成−3价氮的化合物是氨气,氨气极易溶于水生成氨水，氨水电离生成铵根离子，检验铵根离子的方法是：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH4+，否则，没有生成铵盐。