Question

3．某同學在一只燒杯里裝入a g 純鐵粉，加入200mL 6mol•L^-1硝酸恰好完全溶解鐵粉（假設還原產物只有NO）請完成對產物中鐵元素價態的探究：
（1）提出合理假設：
假設1：產物中只有+2價鐵；假設2：產物中只有+3價鐵；假設3：產物中既含有+2價又有+3價鐵元素．
（2）設計實驗：分別取反應后溶液裝入甲、乙兩支試管，在甲試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液；在乙試管中滴加KSCN溶液，觀察現象．推測實驗現象與結論：
①若現象為：甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化，則假設1正確；
②若現象為：甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色，則假設2正確；
③若現象為：甲試管溶液紫色褪去，乙試管溶液變紅色，則假設3正確．

Answer 1

分析 （1）根據Fe元素有+2價、+3價來分析；
（2）根據+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液腿色，+3價的鐵元素與KSCN溶液形成紅色溶液進行解答．

解答 （1）Fe元素有+2價、+3價，所以假設1：產物中只有+2價鐵；
假設2：產物中只有+3價鐵；
假設3：產物中既含有+2價又有+3價鐵元素，
故答案為：產物中只有+3價鐵；產物中既含有+2價又有+3價鐵元素；
（2）根據+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液褪色，+3價的鐵元素與KSCN溶液形成紅色溶液，所以預期現象和結論：
①+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液褪色，若甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化，則產物中只有+2價鐵元素，
故答案為：甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化；
②甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色，則產物只有+3價鐵，
故答案為：甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色；
③+2價的鐵元素具有還原性，能使紫色的酸性KMnO₄溶液腿色，+3價的鐵元素與KSCN溶液形成紅色溶液，若甲試管溶液紫色褪去，乙試管溶液變紅色，則產物中既含+2價又有+3價鐵元素，
故答案為：甲試管溶液紫色褪去，乙試管溶液變紅色．

點評 本題考查了鐵及其化合物性質，題目難度中等，明確鐵離子、亞鐵離子的檢驗方法為解答關鍵，注意掌握性質實驗方案設計與評價的原則．