Question

【題目】甲同學(xué)向做過銀鏡反應(yīng)的試管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，發(fā)現(xiàn)銀鏡部分溶解，和大家一起分析原因：

甲同學(xué)認為：Fe3+具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag。

乙同學(xué)認為：Fe(NO3)3溶液顯酸性，該條件下NO3－也能氧化單質(zhì)Ag。

丙同學(xué)認為：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解。

(1)生成銀鏡反應(yīng)過程中銀氨溶液發(fā)生_____________（氧化、還原）反應(yīng)。

(2)為得出正確結(jié)論，只需設(shè)計兩個實驗驗證即可。

實驗I：向溶解了銀鏡的Fe(NO3)3的溶液中加入____________（填序號，①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1），現(xiàn)象為___________，證明甲的結(jié)論正確。

實驗Ⅱ：向附有銀鏡的試管中加入______________溶液，觀察銀鏡是否溶解。

兩個實驗結(jié)果證明了丙同學(xué)的結(jié)論。

(3)丙同學(xué)又把5mLFeSO4溶液分成兩份：第一份滴加2滴KSCN溶液無變化；第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，隨后有黑色固體產(chǎn)生（經(jīng)驗證黑色固體為Ag顆粒），再取上層溶液滴加KSCN溶液變紅。根據(jù)上述的實驗情況，用離子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之間的反應(yīng)關(guān)系_______________。

(4)丁同學(xué)改用如圖實驗裝置做進一步探究：

①K剛閉合時，指針向左偏轉(zhuǎn)，此時石墨作_________，（填“正極”或“負極。此過程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。

②當指針歸零后，向右燒杯中滴加幾滴飽和AgNO3溶液，指針向右偏轉(zhuǎn)。此過程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。

③由上述①②實驗，得出的結(jié)論是：_______________________。

Answer 1

【答案】還原 ② 產(chǎn)生藍色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ Ag + Fe3+) 正極 ＞ ＜ 其它條件不變時，物質(zhì)的氧化性與濃度有關(guān)系，濃度的改變可導(dǎo)致平衡的移動

【解析】

(1)根據(jù)元素化合價的變化判斷；
(2)實驗Ⅰ：甲同學(xué)認為：Fe3+具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag，則要證明甲的結(jié)論正確，可驗證Fe3+的還原產(chǎn)物Fe2+的存在；
實驗Ⅱ：進行對照實驗；
(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷溶液中發(fā)生的反應(yīng)；
(4)根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判斷正負極，判斷電極反應(yīng)，并結(jié)合氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物分析解答。

(1)往AgNO3溶液中逐滴加入氨水，銀離子和氨水反應(yīng)生成白色的氫氧化銀沉淀和銨根離子，Ag++NH3H2O═AgOH↓+NH4+；繼續(xù)滴入氨水白色沉淀溶解，氫氧化銀和氨水反應(yīng)生成銀氨溶液和水，AgOH+2NH3H2O═Ag(NH3)2OH+2H2O，若用乙醛進行銀鏡反應(yīng)，再加入乙醛溶液后，水浴加熱，生成乙酸銨，氨氣、銀和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O，銀氨溶液中的銀為+1價，被醛基還原生成0價的銀單質(zhì)，故答案為：還原；
(2)實驗Ⅰ：甲同學(xué)認為：Fe3+具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag，則要證明甲的結(jié)論正確，可驗證Fe3+的還原產(chǎn)物Fe2+的存在即可，驗證Fe2+的實驗是取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液會和Fe2+反應(yīng)生成藍色沉淀，故答案為：②；產(chǎn)生藍色沉淀；
實驗Ⅱ：丙同學(xué)認為：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解，且兩個實驗結(jié)果證明了丙同學(xué)的結(jié)論，而實驗I驗證了Fe3+具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag，則實驗II需要驗證NO3－也能把Ag氧化而溶解，需進行對照實驗，0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，NO3－為0.3 mol/L，所以需向附有銀鏡的試管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3溶液，故答案為：pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3；
(3)Fe3+遇KSCN溶液變紅，第一份滴加2滴KSCN溶液無變化，說明FeSO4溶液中無Fe3+，第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，隨后有黑色固體Ag產(chǎn)生，再取上層溶液滴加KSCN溶液變紅，說明有Fe3+產(chǎn)生，說明Fe2+被Ag+氧化生成Fe3+，Ag+被還原為Ag，又Fe3+具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag，則該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Fe3++AgFe2++Ag+或Ag++Fe2+Ag+Fe3+；
(4)①K剛閉合時，指針向左偏轉(zhuǎn)，則銀為負極，石墨為正極，該電池的反應(yīng)本質(zhì)為Fe3++AgFe2++Ag+，該反應(yīng)中鐵離子為氧化劑，銀離子為氧化產(chǎn)物，則氧化性：Fe3+＞Ag+，故答案為：正極；＞；
②當指針歸零后，向右燒杯中滴加幾滴飽和AgNO3溶液，指針向右偏轉(zhuǎn)，則此時石墨為負極，銀為正極，右側(cè)燒杯中銀離子濃度增大，反應(yīng)Fe3++AgFe2++Ag+的平衡左移，發(fā)生反應(yīng)Ag++Fe2+Ag+Fe3+，此時Ag+為氧化劑，Fe3+為氧化產(chǎn)物，則氧化性：Fe3+＜Ag+；

③由上述①②實驗，得出的結(jié)論是：在其它條件不變時，物質(zhì)的氧化性與濃度有關(guān)，濃度的改變可導(dǎo)致平衡移動。