Question

为探究Fe(NO₃)₂等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：

【查阅资料】金属活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同。

（1）K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气；

（2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO₂和O₂；

（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属单质、NO₂和O₂。

2KNO₃2KNO₂↑+O₂↑

2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑ 

2AgNO₃2Ag+2NO₂↑+O₂↑

【实验一】探究Fe(NO₃)₂热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将其溶于足

量的稀H₂SO₄得到相应两份溶液，进行以下探究实验。

【提出猜想】猜想一：Fe元素只显+2价；

猜想二：Fe元素只显+3价；

猜想三：Fe元素____           _____。

【实验操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液②将稀酸性KMnO₄溶液中滴入另一份溶液

【实验现象】实验①                        ；实验②                        。

【实验结论】猜想二成立，则Fe(NO₃)₂分解的化学方程式是                       。

【实验二】探究Fe(NO₃)₂热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）

实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe(NO₃)₂装于大试管，并重

新连接好仪器；④加热；⑤……

（1）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到常温常压下27mL的红棕色气体，为确保数据的准确性，读数时必须                             。

（2）乙同学用带火星木条检验量筒内气体时，发现木条燃烧，且颜色变浅甚至无色，下列判断中正确的是        。

a．气体中只有NO₂ b．气体是O₂、NO₂的混合物

c．支持燃烧的气体只有O₂        d．NO₂支持燃烧

（3）丙同学取等质量的Fe(NO₃)₂使用B装置收集气体，可收集到     mL气体。

【实验三】探究固体混合物的成分。小组丁同学取KNO₃、Cu(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO₃、Cu(NO₃)₂、Fe(NO₃)₂的物质的量之比可能是（     ）

A．1:2:2  B．2:1:3  C．1:2:3  D．3:8:6  

Answer

【实验一】【提出猜想】  既有+2价又有+3价（1分）

【实验现象】溶液呈血红色（2分）   稀酸性KMnO4溶液不褪色。（2分）

【实验结论】2Fe(NO3)2Fe2O3+8NO2↑+O2↑（2分）

【实验二】（1）调节量筒，使量筒液面与水槽液面在同一高度（2分）

（2）bd （2分） （3）4  （2分）

【实验三】AD（2分，多选、错选不得分，选对1个得1分）

【解析】

试题分析：（1）Fe元素有+2价、+3价，所以猜想三：Fe元素既有+2价又有+3价。（2）根据固体物质中有+3价Fe，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，向另一份溶液中滴入酸性KMnO4稀溶液，KMnO4溶液颜色无明显变化；（3）Fe（NO3）2热分解生成了氧化铁，二氧化氮和氧气，方程式：4Fe（NO3）3 2Fe2O3+4NO2↑+11O2↑；【实验二】（1）（1）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到常温常压下27mL的红棕色气体，为确保数据的准确性，读数时必须调节量筒，使量筒液面与水槽液面在同一高度。（2）乙同学用带火星木条检验量筒内气体时，发现木条燃烧，且颜色变浅甚至无色，说明红棕色气体参加了反应，b．气体是O2、NO2的混合物d．NO2支持燃烧两者都有可能。（3）根据反应4Fe（NO3）22Fe2O3+8NO2+O2，生成27ml气体中二氧化氮占了8/9，则为24mlNO2和3mlO2。再通过水后被水吸收，3mlO2完全被水吸收需要12mlNO2，剩余12mlNO2再被水吸收生成4ml一氧化氮气体。【实验三】根据三个反应2KNO32KNO2↑+O2↑；2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑； 2Fe(NO3)2Fe2O3+8NO2↑+O2↑，混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，说明三个反应中生成的气体物质的量之比NO2↑：O2↑=4：1，通过选项答案验证，AD正确。

考点：本题考查了物质的化学性质以及化学计算，在解题时，可根据题中现象及对应的知识确定存在或不存在的物质是解题的关键。