某小组研究溶液中\(\rm{Fe^{2+}}\)与\(\rm{NO_{2}^{-}}\)、\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的反应。
实验Ⅰ | 试剂 | 现象 |
滴管 | 试管 |
| \(\rm{1mol⋅L^{-1}FeSO_{4}}\)溶液 \(\rm{(pH=4)}\) | \(\rm{1mol⋅L^{-1}}\) \(\rm{NaNO_{2}}\)溶液\(\rm{(pH=8)}\) | \(\rm{a.}\)滴入\(\rm{1}\)滴\(\rm{FeSO_{4}}\)溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色。\(\rm{2}\)小时后,无明显变化 |
\(\rm{1mol⋅L^{-1}NaNO_{3}}\)溶液\(\rm{(}\)加\(\rm{NaOH}\)溶液至\(\rm{pH=8)}\) | \(\rm{b.}\)持续滴加\(\rm{FeSO_{4}}\)溶液,无明显变化。 |
资料:\(\rm{[Fe(NO)]^{2+}}\)在溶液中呈棕色。
\(\rm{(1)}\)研究现象\(\rm{a}\)中的黄色溶液。
\(\rm{①}\)用 ______ 溶液检出溶液中含有\(\rm{Fe^{3+}}\)。
\(\rm{②}\)甲认为是\(\rm{O_{2}}\)氧化了溶液中的\(\rm{Fe^{2+}.}\)乙认为\(\rm{O_{2}}\)不是主要原因,理由是 ______ 。
\(\rm{③}\)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\(\rm{NO.}\)产生\(\rm{NO}\)的电极反应式是 ______ 。
实验Ⅱ的目的是 ______ 。
\(\rm{(2)}\)研究现象\(\rm{a}\)中的棕色溶液。
\(\rm{①}\)综合实验Ⅰ和实验Ⅱ,提出假设:现象\(\rm{a}\)中溶液变为棕色可能是\(\rm{NO}\)与溶液中的\(\rm{Fe^{2+}}\)或\(\rm{Fe^{3+}}\)发生了反应。进行实验Ⅲ,证实溶液呈棕色只是因为\(\rm{Fe^{2+}}\)与\(\rm{NO}\)发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是 ______ 。
\(\rm{②}\)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 ______ 。
\(\rm{(3)}\)研究酸性条件下,溶液中\(\rm{Fe^{2+}}\)与\(\rm{NO_{2}^{-}}\)、\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的反应。
序号 | 操作 | 现象 |
\(\rm{ⅰ}\) | 取\(\rm{1mol⋅L^{-1}}\)的\(\rm{NaNO_{2}}\)溶液,加醋酸至\(\rm{pH=3}\),加入\(\rm{1mol⋅L^{-1}FeSO_{4}}\)溶液 | 溶液立即变为棕色 |
\(\rm{ⅱ}\) | 取\(\rm{1mol⋅L^{-1}}\)的\(\rm{NaNO_{3}}\)溶液,加醋酸至\(\rm{pH=3}\),加入\(\rm{1mol⋅L^{-1}FeSO_{4}}\)溶液 | 无明显变化 |
\(\rm{ⅲ}\) | 分别取\(\rm{0.5mL}\) \(\rm{1mol⋅L^{-1}}\)的\(\rm{NaNO_{3}}\)溶液与\(\rm{1mol⋅L^{-1}}\)的\(\rm{FeSO_{4}}\)溶液,混合,小心加入\(\rm{0.5mL}\)浓硫酸 | 液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环 |
\(\rm{①ⅰ}\)中溶液变为棕色的离子方程式是 ______ 、 ______ 。
\(\rm{②ⅲ}\)中出现棕色的原因是 ______ 。
实验结论:本实验条件下,溶液中\(\rm{NO_{2}^{-}}\)、\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的氧化性与溶液的酸碱性等有关。