Question

20．為了探究AgNO₃的熱穩(wěn)定性和氧化性，某化學興趣小組設計了如下實驗．
Ⅰ．AgNO₃的熱穩(wěn)定性
利用如圖所示的實驗裝置A加熱AgNO₃固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體．當反應結束后，試管中殘留固體為黑色Ag．（夾持及加熱儀器均省略）

（1）如何檢驗裝置的氣密性？連接好儀器后在未加藥品之前加熱試管，如果C中導氣管有氣泡冒出，說明氣密性良好．
（2）C中集氣瓶收集的氣體為O₂．要收集純凈的該氣體，正確的操作是等到導氣管中氣泡均勻放出時再收集．
（3）AgNO₃分解的化學方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
（4）甲同學認為僅憑試管A中的紅棕色的氣體產(chǎn)生就判定NO₂產(chǎn)生是錯誤的，因為無色NO遇到空氣也會變成紅棕色，所以加熱前應當排盡裝置中的空氣．你是否同甲的觀點？并說明理由否，硝酸銀分解生成氧氣．
Ⅱ．AgNO₃的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO₃溶液的大試管中，一段時間后將鐵絲取出．為檢驗溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，猜測如下：
假設一：Fe被氧化成Fe³⁺．
假設二：Fe被氧化成Fe²⁺．
假設三：Fe被氧化成Fe³⁺或Fe²⁺．
可選用的試劑：KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液，氨水，鹽酸，硝酸，NaCl溶液
請完成下表：

操作	現(xiàn)象	結論或目的
（1）取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液	-	除盡Ag+
（2）取少量上述溶液于試管中加入KSCN溶液，振蕩	溶液變血紅色	存在Fe3+
（3）�。�1）中少量上述溶液于試管中，加入酸性KMnO4溶液，振蕩	紫色消失	存在Fe2+

實驗結論：Fe的氧化物為Fe²⁺和Fe³⁺．

Answer 1

分析 I．（1）連接好儀器后在未加藥品之前加熱試管，如果C中導氣管有氣泡冒出，說明氣密性良好，
故答案為：連接好儀器后在未加藥品之前加熱試管，如果C中導氣管有氣泡冒出，說明氣密性良好；
（2）加熱硝酸銀固體時，有紅棕色氣體生成，該氣體是二氧化氮，有Ag生成，根據(jù)元素化合價變化知，還有化合價升高的物質生成，只能是氧氣，所以該反應方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，將混合氣體通入NaOH溶液時，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)該反應方程式2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑、4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃知，氧氣有剩余，所以C中收集的氣體是O₂；要收集純凈的該氣體，應該等到導氣管中氣泡均勻放出時收集；
（3）根據(jù)（2）的分析書寫方程式為；
（4）硝酸銀分解過程中產(chǎn)生氧氣，氧氣能和NO反應的；
II．假設二：Fe被氧化為Fe²⁺；
（1）在檢驗Fe³⁺或Fe²⁺前應該除去Ag⁺的干擾；
（2）Fe³⁺和KSCN溶液生成絡合物而使溶液呈血紅色；
（3）Fe²⁺具有還原性，能被強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色．

解答 解：I．（1）利用壓強差檢驗裝置氣密性；
（2）加熱硝酸銀固體時，有紅棕色氣體生成，該氣體是二氧化氮，有Ag生成，根據(jù)元素化合價變化知，還有化合價升高的物質生成，只能是氧氣，所以該反應方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，將混合氣體通入NaOH溶液時，發(fā)生反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)該反應方程式知，氧氣有剩余，所以C中收集的氣體是氧氣；
因為裝置中含有空氣，應該將裝置中空氣排出時再收集氣體，所以要收集純凈的該氣體，應該等到導氣管中氣泡均勻放出時再收集，
故答案為：氧氣；等到導氣管中氣泡均勻放出時再收集；
（3）根據(jù)（2）的分析書寫方程式2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，
故答案為：2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
（4）硝酸銀分解過程中產(chǎn)生氧氣，氧氣能和NO反應的，所以不用排出空氣，
故答案為：否；硝酸銀分解生成氧氣；
II．假設二：Fe被氧化為Fe²⁺；
（1）在檢驗Fe³⁺或Fe²⁺前應該除去Ag⁺的干擾，所以第一步為：取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液，發(fā)生反應NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃，看到的現(xiàn)象是有沉淀生成，
（2）Fe³⁺和KSCN溶液生成絡合物而使溶液呈血紅色，第二步：取少量上述溶液于試管中加入KSCN溶液振蕩，溶液變成血紅色，說明溶液中含有Fe³⁺；
（3）Fe²⁺具有還原性，能被強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，第三步：�。�1）中少量上述溶液于試管中，加入酸性KMnO₄溶液，溶液褪色，說明含有Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺；

操作	現(xiàn)象	結論或目的
（1）取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液	-	除盡 Ag+
（2）取少量上述溶液于試管中加入 KSCN溶液，振蕩	溶液變血紅色	存在 Fe3+
（3）�。�1）中少量上述溶液于試管中，加入酸性KMnO4溶液，振蕩	紫色脫去	存在 Fe2+

點評 本題考查性質實驗方案設計，為高頻考點，側重考查物質檢驗、實驗操作等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，難點是II的實驗操作步驟設計，要根據(jù)物質的性質選取合適的藥品，注意化學用語的正確運用，為易錯點．