Question

（16分）Fe、Cu都是人類(lèi)較早使用的金屬，某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的手段研究Fe、Cu以及化合物的相關(guān)性質(zhì)。請(qǐng)你參與研究并回答下列問(wèn)題：
（1）甲同學(xué)完成了Fe、Cu分別與S、Cl₂反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，下列物質(zhì)中不可能為甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的生成物是       

A．FeCl3

B．FeCl2

C．CuCl2

D．FeS

（2）乙同學(xué)為驗(yàn)證Fe能和熱的濃HNO₃反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如上圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)說(shuō)出裝置B的作用：                              。開(kāi)始加熱前        （填“有”或“無(wú)”）明顯現(xiàn)象。
（3）當(dāng)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵完全溶解，試管液面上方為無(wú)色氣體，試管上部為紅棕色氣體，此時(shí)丙同學(xué)用所得的溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)和探究：
①在所得的溶液中加入一小塊Cu片，結(jié)果Cu片先逐漸溶解，并伴隨其他現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后不再溶解。丙同學(xué)依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因可能是和過(guò)量的HNO₃發(fā)生反應(yīng)。他依據(jù)的反應(yīng)現(xiàn)象是                                                        ；該反應(yīng)的離子方程式為                              。你認(rèn)為Cu片溶解是否還有另一原因，若有請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其理由：                                （若無(wú)此空不填）
②請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明在加入Cu片并反應(yīng)完全后的溶液中含有Fe^2＋但不含有Fe^3＋。說(shuō)明具體的操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象                                                          。
③丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后加水稀釋后得到溶液500mL，假設(shè)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程硝酸只被還原成NO和NO₂共0.02 mol并測(cè)得溶液中Fe^2＋和Cu²⁺濃度均為0.02 mol/L，則NO₃^-的物質(zhì)的量濃度為   
mol/L。生成NO氣體的體積為 _________________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
（4）本次探究實(shí)驗(yàn)用掉密度為1.5g·cm^-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的濃硝酸3mL，超出實(shí)際參加反應(yīng)的量其原因有（寫(xiě)出兩點(diǎn)）：①                          ②                   

Answer 1

（3）①生成無(wú)色氣體；試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體（1分）； 
3Cu+2NO₃^-+8 H⁺="3Cu" ²⁺+2NO↑+4 H₂O (2分)；
2Fe(NO₃)₃+Cu=Cu(NO₃)₂+2Fe(NO₃)₂（2分）。
②取該溶液少許，滴加適量的KSCN溶液，不出現(xiàn)紅色，再滴加適量新制氯水，出現(xiàn)紅色
③0.08  0.224
(4)①濃硝酸易揮發(fā)，部分硝酸揮發(fā) ②硝酸受熱分解

考查鐵銅與硝酸的反應(yīng)
（1）由于氯氣的氧化性強(qiáng)，與鐵銅反應(yīng)生成的均為高價(jià)氯化物，而硫的氧化性相對(duì)較弱，與鐵銅只能生成低價(jià)硫化物，故答案為B
（2）由于硝酸的強(qiáng)氧化性，鐵在冷的濃硝酸中鈍化，故不加熱時(shí)無(wú)反應(yīng)，也無(wú)現(xiàn)象
加熱時(shí)可能發(fā)生反應(yīng)：Fe＋6HNO₃(濃)=Fe(NO₃)₃＋3NO₂↑＋3H₂O
Fe＋4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃＋NO↑＋2H₂O
2Fe^3＋＋Fe=3Fe^2＋
由于NO與NO₂可被堿液吸收，故為防止倒吸，采用B裝置，起到安全瓶的作用
（3）①剩余的硝酸或生成的Fe(NO₃)₃均可溶解銅
3Cu+2NO₃^-+8 H⁺="3Cu" ²⁺+2NO↑+4 H₂O (2分)；
2Fe(NO₃)₃+Cu=Cu(NO₃)₂+2Fe(NO₃)₂（2分）。
故可通過(guò)觀察是否有氣泡產(chǎn)生來(lái)判定是那種物質(zhì)來(lái)氧化銅
②考查鐵離子的檢驗(yàn)：一般采用加入KSCN溶液是否呈現(xiàn)血紅色來(lái)檢驗(yàn)
③所得溶液為硝酸銅及硝酸亞鐵的混合溶液，它們的物質(zhì)的量均為0.01mol，故NO₃^—的物質(zhì)的量為0.04mol，其物質(zhì)的量濃度為0.08mol/L；
設(shè)NO、NO₂的物質(zhì)的量分別x、y，則x+y=0.02
由電子的得失守恒可知：3x+y=（0.01+0.01）×2（金屬鐵、銅的物質(zhì)的量也均為0.01mol）
求得x=y=0.01mol，即兩氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下均為0.224L
（4）由氮原子的守恒可知硝酸的物質(zhì)的量理論上為0.04+0.02=0.06mol，而實(shí)際消耗硝酸為：，可能由于硝酸為熱不穩(wěn)定酸，易揮發(fā)，均可造成它的損耗