某小组研究溶液中Fe2+与NO2-、NO3-的反应。
实验Ⅰ | 试剂 | 现象 | |
滴管 | 试管 | ||
![]() |
1 mol•L-1FeSO4溶液 (pH=4) |
1 mol•L-1 NaNO2溶液(pH=8) | a.滴入1滴FeSO4溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色。2小时后,无明显变化 |
1 mol•L-1NaNO3溶液(加NaOH溶液至pH=8) | b.持续滴加FeSO4溶液,无明显变化。 |
(1)研究现象a中的黄色溶液。
①用
KSCN
KSCN
溶液检出溶液中含有Fe3+。②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+.乙认为O2不是主要原因,理由是
两个实验过程均有O2,但NaNO3溶液中无明显变化
两个实验过程均有O2,但NaNO3溶液中无明显变化
。③进行实验Ⅱ,装置如图。左侧烧杯中的溶液只变为黄色,不变为棕色,右侧电极上产生无色气泡,经检验该气体为NO.产生NO的电极反应式是
NO2-+e-+H2O═NO↑+2OH-
NO2-+e-+H2O═NO↑+2OH-
。实验Ⅱ的目的是
证实Fe2+被NO2-氧化生成Fe3+
证实Fe2+被NO2-氧化生成Fe3+
。
(2)研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ,提出假设:现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验Ⅲ,证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是
将NO通入FeSO4溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将NO通入Fe2(SO4)3溶液中,无明显变化
将NO通入FeSO4溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将NO通入Fe2(SO4)3溶液中,无明显变化
。②加热实验Ⅰ中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是
棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀
棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀
。(3)研究酸性条件下,溶液中Fe2+与NO2-、NO3-的反应。
序号 | 操作 | 现象 |
ⅰ | 取1mol•L-1的NaNO2溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol•L-1FeSO4溶液 | 溶液立即变为棕色 |
ⅱ | 取1mol•L-1的NaNO3溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol•L-1FeSO4溶液 | 无明显变化 |
ⅲ | 分别取0.5mL 1mol•L-1的NaNO3溶液与1mol•L-1的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5mL浓硫酸 | 液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环 |
Fe2++NO2-+2CH3COOH═Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO-
Fe2++NO2-+2CH3COOH═Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO-
、Fe2++NO═[Fe(NO)]2+
Fe2++NO═[Fe(NO)]2+
。②ⅲ中出现棕色的原因是
两层液体界面上H+、NO3-与Fe2+反应,生成棕色的[Fe(NO)]2+
两层液体界面上H+、NO3-与Fe2+反应,生成棕色的[Fe(NO)]2+
。实验结论:本实验条件下,溶液中NO2-、NO3-的氧化性与溶液的酸碱性等有关。
【考点】性质实验方案的设计.
【答案】KSCN;两个实验过程均有O2,但NaNO3溶液中无明显变化;NO2-+e-+H2O═NO↑+2OH-;证实Fe2+被NO2-氧化生成Fe3+;将NO通入FeSO4溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将NO通入Fe2(SO4)3溶液中,无明显变化;棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀;Fe2++NO2-+2CH3COOH═Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO-;Fe2++NO═[Fe(NO)]2+;两层液体界面上H+、NO3-与Fe2+反应,生成棕色的[Fe(NO)]2+
【解答】
【点评】
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