Question

课外兴趣小组设计图所示装置，用粗铁粒与密度为1.89g?mL^-1（质量分数为5%）的硝酸反应制取NO气体．请回答有关问题．
（1）密度为1.89g?mL^-1的硝酸的物质的量浓度为______．
（2）NO气体能用排水法收集，而不能用排空气法收集的可能原因是______．
（3）当打开止水夹a，关闭止水夹b时，A装置的干燥管中观察到的现象是______．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．
（4）完全反应后，A装置烧杯里含铁元素的价态可能是+2价或+3价或+2价和+3价．现有仪器和药品：试管和胶头滴管，0.1mol?L^-1KSCN溶液、0.1mol?L^-1KI溶液、0.2mol?L^-1酸性KMnO₄溶液、氯水等．请设计一个简单实验，探究上述判断，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

解：（1）该硝酸的浓度为mol/L=1.5mol/L．
故答案为：1.5mol/L．
（2）NO密度与空气接近，且能与空气中氧气反应，NO不溶于水，故不能用排空气法收集，用排水法收集．
故答案为：NO密度与空气接近，且能与空气中氧气反应．
（3）铁与稀硝酸反应生成NO，NO在液面上部与氧气反应生成二氧化氮，气体由无色变为红棕色，同时金属溶解．
故答案为：有无色气体生成，逐渐变为红棕色，同时金属溶解．
（4）取溶液滴入KSCN溶液，溶液变红说明含有Fe³⁺，溶液不变红色说明不含Fe³⁺．
取溶液少许于试管内，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，说明含有Fe²⁺，若无明显变化，则说明不含Fe²⁺．
故答案为：溶液变红说明含有Fe³⁺，溶液不变红色说明不含Fe³⁺；取溶液少许于试管内，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液．
分析：（1）根据c=计算该硝酸的浓度．
（2）NO密度与空气接近，且能与氧气反应．
（3）铁与稀硝酸反应生成NO，NO在液面上部与氧气反应生成二氧化氮．
（4）取溶液滴入KSCN溶液，溶液变红说明含有Fe³⁺，否则不含Fe³⁺．
加入氧化性的物质，溶液紫色，应加入酸性高锰酸钾．
点评：考查硝酸的性质、对实验原理装置的理解、方案设计、物质的量浓度计算等，难度中等，是对硝酸性质的综合考查，需要学生具有运用知识解决问题的能力．