Question

3．某學生對Na₂SO₃與AgNO₃在不同pH下的反應進行探究．
（1）測得Na₂SO₃溶液pH=10，AgNO₃溶液pH=5，二者發(fā)生水解的離子分別是SO₃^2-、Ag⁺．
（2）調(diào)節(jié)pH，實驗記錄如下：

實驗	pH	現(xiàn)象
A	10	產(chǎn)生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清
B	6	產(chǎn)生白色沉淀，一段時間后，沉淀未溶解
c	2	產(chǎn)生大量白色沉淀，一段時間后，產(chǎn)生海綿狀棕黑色物質(zhì)X

查閱資料得知：
①Ag₂SO₃：白色，難溶于水，溶于過量Na₂SO₃的溶液
②Ag₂O：棕黑色，不溶于水，能和酸反應，它和鹽酸反應的化學方程式為：Ag₂O+2HCl=2AgCl+H₂O．
（3）該同學推測a中白色沉淀為Ag₂SO₄，依據(jù)是空氣中的氧氣可能參與反應，則生成硫酸銀沉淀的離子方程式為2Ag⁺+O₂+2SO₃^2-=Ag₂SO₄↓+SO₄^2-．
該同學設(shè)計實驗確認了a、b、c中的白色沉淀不是Ag₂SO₄，實驗方法是：取b、c中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解．另取Ag₂SO₄固體置于足量Na₂SO₃溶液中，未溶解．
（4）將c中X濾出、洗凈，為確認其組成，實驗如下：
I．向X中滴加稀鹽酸，無明顯變化
Ⅱ．向X中加入過量濃HNO₃，產(chǎn)生紅棕色氣體
Ⅲ．用Ba（NO₃）₂溶液、BaCl₂溶液檢驗Ⅱ中反應后的溶液，前者無變化，后者產(chǎn)生白色沉淀
①實驗I的目的是證明X不是Ag₂O．
②根據(jù)實驗現(xiàn)象，分析X是Ag．
③Ⅱ中反應的化學方程式是Ag+2HNO_3（濃）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O．
（5）該同學綜合以上實驗，分析產(chǎn)生X的原因，認為隨著酸性的增強．+4價硫的還原性增強，能被+1價銀氧化．通過進一步實驗確認了這種可能性，實驗如下：
①通入Y后，瓶中白色沉淀轉(zhuǎn)化為棕黑色，氣體Y是SO₂．
②白色沉淀轉(zhuǎn)化為X的化學方程式是Ag₂SO₃+H₂O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$2Ag+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃為強堿弱酸鹽，在溶液中水解顯堿性，AgNO₃為強酸弱堿鹽，在溶液中水解顯酸性；
（2）②Ag₂O為堿性氧化物和酸反應生成鹽和水；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，氧氣具有氧化性，Na₂SO₃與AgNO₃以及空氣中的氧氣反應生成硫酸銀；設(shè)計實驗確認白色沉淀是否為Ag₂SO₄，根據(jù)Ag₂SO₃白色，難溶于水，溶于過量Na₂SO₃的溶液分析，設(shè)計對照試驗；
（4）①亞硫酸銀能分解生成氧化銀，溶液的pH=2，產(chǎn)生大量白色沉淀，一段時間后，產(chǎn)生海綿狀棕黑色物質(zhì)X，向X中滴加稀鹽酸，無明顯變化，說明X不是Ag₂O，因氧化銀和鹽酸生成白色氯化銀沉淀和水；②向X中加入過量濃HNO₃，產(chǎn)生紅棕色氣體為NO₂，說明為銀和硝酸的反應，分析X是銀；③銀和硝酸反應生成硝酸銀、二氧化氮、水；
（5）①溶液的酸性增強，+4價硫的還原性增強，能被+1價銀氧化，+4價硫的氧化物為二氧化硫；
②酸性增強．+4價硫的亞硫酸銀，被+1價銀氧化生成銀和硫酸．

解答 解：（1）Na₂SO₃為強堿弱酸鹽，在溶液中水解顯堿性，則溶液的pH=10，其水解離子方程為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，AgNO₃為強酸弱堿鹽，在溶液中pH=5，其水解離子方程為：Ag⁺+H₂O?H⁺+AgOH，
故答案為：SO₃^2-、Ag⁺；
（2）②Ag₂O為堿性氧化物，和鹽酸反應生成氯化銀和水，反應為：Ag₂O+2HCl=2AgCl+H₂O，
故答案為：Ag₂O+2HCl=2AgCl+H₂O；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，氧氣具有氧化性，溶液的pH=10，Na₂SO₃被氧氣氧化，Na₂SO₃與AgNO₃以及空氣中的氧氣反應：2Ag⁺+O₂+2SO₃^2-=Ag₂SO₄↓+SO₄²，Ag₂SO₃白色，難溶于水，溶于過量Na₂SO₃的溶液，取B、C中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解，說明B、C中白色沉淀為Ag₂SO₃，另取Ag₂SO₄固體，同樣條件置于足量Na₂SO₃溶液中，進行對照試驗，發(fā)現(xiàn)沉淀不溶解，
故答案為：2Ag⁺+O₂+2SO₃^2-=Ag₂SO₄↓+SO₄^2-；Na₂SO₃；
（4）①氧化銀能和鹽酸生成白色氯化銀沉淀和水，溶液的pH=2，產(chǎn)生大量白色沉淀，一段時間后，產(chǎn)生海綿狀棕黑色物質(zhì)X，向X中滴加稀鹽酸，無明顯變化，說明X不是Ag₂O，
故答案為：證明X不是Ag₂O；
②向X中加入過量濃HNO₃，產(chǎn)生紅棕色氣體為NO₂，X與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應，X只能為金屬單質(zhì)，只能為銀，故答案為：Ag；
③向X中加入過量濃HNO₃，產(chǎn)生紅棕色氣體為NO₂，銀和硝酸反應，氮元素從+5變?yōu)?4價，同時生成硝酸銀和水，反應為：Ag+2HNO_3（濃）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O，
故答案為：Ag+2HNO_3（濃）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O；
（5）①海綿狀棕黑色物質(zhì)X為Ag，產(chǎn)生Ag的原因，可能為隨著酸性的增強．+4價硫的還原性增強，能被+1價銀氧化，實驗確認，可通+4價硫的氧化物二氧化硫進行實驗確認，通入二氧化硫后，瓶中白色沉淀Ag₂SO₃轉(zhuǎn)化為棕黑色Ag，
故答案為：SO₂；
②X為Ag，白色沉淀轉(zhuǎn)化為X，為在酸性條件下，亞硫酸銀中+4價的硫，被+1價銀氧化生成銀和硫酸，反應為：Ag₂SO₃+H₂O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$2Ag+H₂SO₄，
故答案為：Ag₂SO₃+H₂O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$2Ag+H₂SO₄．

點評 本題考查了鹽的水解原理的應用、氧化還原反應等知識，側(cè)重于學生的分析能力的考查，掌握硫、氮及其化合物的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．