Question

如图1所示是实验室中制取气体的一种简易装置。
（1）请简述检验它的气密性的方法                                       。
（2）利用如图1所示装置制取气体时，可适用的反应条件和反应物状态为________________________。
某同学设计如图2所示装置，用粗铁粒与16.9%稀硝酸反应制取NO气体并探究产物中铁的价态。请回答有关问题。

（3）已知16.9%稀硝酸的密度为1.10g·cm^-3，则其物质的量浓度为____________（计算结果保留两位小数）。若用63%的硝酸配制16.9%稀硝酸500mL，所需的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、            。
（4）实验开始时，先打开止水夹a、关闭止水夹b时，A装置的干燥管中观察到的现象是                。B装置烧杯中液体的作用是_________________________。当A装置中气体几乎无色时，打开止水夹b，关闭止水夹a，可用C装置收集NO气体。
（5）现有仪器和药品：试管和胶头滴管，0.1mol·L^-1KSCN溶液、0.2mol·L^-1酸性KMnO₄溶液、0.1mol·L^-1KI溶液、氯水等。请你设计一个简单实验，探究A装置烧杯里完全反应后含铁可能的价态，填写下列实验报告：

实验步骤	操作	现象与结论
第一步	取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液。
第二步		若溶液紫色褪去，则说明含有Fe2+； 若无明显变化，则说明不含Fe2+。

 

Answer 1

（1）关闭止水夹，从左管处加水，使U形管两端形成液面差，一段时间后，液面差没有变化，说明气密性良好（没有关闭止水夹不得分）（2分）
（2）不溶于水的块状固体，不需要加热（2分）
（3）2.95mol·L^-1（2分，没单位不得分）    
500mL容量瓶、胶头滴管（2分，各1分，其中500mL容量瓶只答容量瓶不给分）
（4）铁粒逐渐溶解，有气泡产生，干燥管上方出现红棕色气体（2分，只要答出红棕色气体即给2分） 吸收二氧化氮（2分）
（5）若溶液呈血红色，则说明含Fe³⁺，若不显血红色，证明没有Fe³⁺（1分）
取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO₄溶液（1分）

解析试题分析：（1）利用气体压强来检验装置的气密性，具体操作：关闭止水夹，从左管处加水，使U形管两端形成液面差，一段时间后，液面差没有变化，说明气密性良好
（2）图1相当于简易启普发生器装置，可适用的反应条件和反应物状态为不溶于水的块状固体，不需要加热
（3）利用溶液中溶质质量分数与物质的量浓度的换算关系，得稀硝酸的物质的量浓度为1000ml·L^-1×1.10 g·cm^-3×16.9%/63g·mol^-1=2.95mol·L^-1,配制500ml的溶液还需500mL容量瓶、胶头滴管
（4）装置中存在空气，所以实验开始时看到A中铁粒逐渐溶解，有气泡产生，干燥管上方出现红棕色气体，B装置中液体的作用是除去二氧化氮气体
（5）铁元素的价态一般为+2、+3，加入KSCN溶液，若有溶液呈血红色，则说明含Fe³⁺，若不显血红色，证明没有Fe³⁺；紫色溶液为高锰酸钾溶液，所以第二步中操作为取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO₄溶液
考点：考查化学实验的设计、气密性的检验、实验现象的判断、实验仪器的选择及所涉及的计算