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硝酸铁具有较强的氧化性,易溶于水,乙醇等,微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂...

硝酸铁具有较强的氧化性,易溶于水,乙醇等,微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂。

(1)制备硝酸铁

100mL 8mol· L-1硝酸a中,取 5.6g铁屑于b中,水浴保持反应温度不超过70℃。

b中硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体。写出b中发生反应的离子方程式:_______

②若用实验制得的硝酸铁溶液,获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩、____________________,用浓硝酸洗涤、干燥。

(2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制0.1mol·L-1硝酸铁溶液,溶液呈黄色,进行实验如下:

实验一:硝酸铁溶液与银反应:

i.0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约等于1.6

ii.5mL 0.1mol·L-1硝酸铁溶液加到有银镜的试管中,约1min银镜完全溶解。使银镜溶解的反应原理有两个反应:

a. Fe3+使银镜溶解     b. NO3-使银镜溶解

①证明Fe3+使银镜溶解,应辅助进行的实验操作是_________

②用5mL __________溶液,加到有银镜的试管中,约1.2min银镜完全溶解。证明NO3-使银镜溶解。

③为进一步研究溶解过程,用5mLpH约等于1.60.05mol·L-1硫酸铁溶液,加到有银镜的试管中,约10min银镜完全溶解。

实验二:硝酸铁溶液与二氧化硫反应,用如图所示装置进行实验:

i.缓慢通入SO2,溶液液面上方出现红棕色气体,溶液仍呈黄色。

ii.继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色。

已知:Fe2++NO[Fe(NO)]2+(深棕色)

④步骤i反应开始时,以NO3-氧化SO2为主,理由是:_________

⑤步骤ii后期反应的离子方程式是__________

(3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是__________

 

Fe + 3NO3- + 6H+=Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O 降温结晶 过滤 取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀 0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液 实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ 在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中, Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。 【解析】 (1)①硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁、二氧化氮和水,据此写离子方程式; ②根据溶液提取晶体的操作回答; (2) ①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存在即可; ②证明NO3-使银镜溶解,采用控制变量法操作; ④溶液液面上方出现红棕色气体,溶液仍呈黄色; ⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成; (3)总结实验一和实验二可知答案。 (1)①硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁、二氧化氮和水,离子方程式为:Fe + 3NO3- + 6H+=Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O,故答案为:Fe + 3NO3- + 6H+=Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O; ②由硝酸铁溶液,获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩、降温结晶、过滤、用浓硝酸洗涤、干燥,故答案为:降温结晶;过滤; (2) ①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存用铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀即可,故答案为:取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀; ②证明NO3-使银镜溶解,采用控制变量法操作,即加入的为0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液,故答案为:0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液; ④实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成,故答案为:实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成; ⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成,离子方程式为:2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+,故答案为:2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+; (3)总结实验一和实验二可知,在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中, Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主,故答案为:在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中, Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。  
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实验

试剂及操作

3小时后Cu2+浸出率(%)

加入10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5 mL

81.90

加入10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5mL 0.1mol·L-1H2O2

92.50

 

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