(1)当打开开关a,关闭开关b时,铁与稀硝酸反应生成NO,NO与装置内氧气反应生成红棕色的NO2,由于氮氧化物有毒,不能排放到空气中,B中为氢氧化钠溶液,可用于吸收气体,防止污染环境,当体又变无色时,说明NO2全被吸收,关闭开关a,打开开关b,此时C中用排水法收集NO气体.当C中收满气体后,关闭开关b,装置A中压强不断增大,观察到的现象是烧杯中液面上升、干燥管内液面下降、干燥管中固体与溶液脱离接触,
故答案为:产生无色气体,逐渐变红棕色;NaOH;气体又变无色;烧杯中液面上升、干燥管内液面下降、干燥管中固体与溶液脱离接触;
(2)将a mol Fe与含b mol HNO3的稀溶液充分反应后,发生反应有Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O;3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,
①如[a/b]<[1/4],说明硝酸过量,则反应有溶液存在Fe3+、H+,其中n(Fe3+)=amol,有方程式可知消耗4amol硝酸,则剩余n( H+)=(b-4a)mol;
②如[a/b]=[1/4],只发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,二者恰好反应,反应后n(Fe3+)=amol;
③如[a/b]大于[1/4]小于[3/8],说明发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O;3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,
设两个反应分别消耗的Fe为xmol、ymol,
则
x+y=a
4x+
8
3y=b,解之得,x=[3b/4]-2a,y=3a-[3b/4],
④如[a/b]=[3/8],恰好发生3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,反应后溶液中含有a mol Fe2+,
⑤如[a/b]>[3/8],说明铁过量,只发生3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,反应后溶液中含有[3b/8]molFe2+,
故答案为:
[a/b]取值范围 最终溶液中的阳离子及其物质的量
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