Question

【題目】向硝酸酸化的2mL0.1molL-1AgNO3溶液（pH=2）中加入過量鐵粉，振蕩后靜置，溶液先呈淺綠色，后逐漸呈粽黃色，試管底部仍存有黑色固體，過程中無氣體生成。實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)針對該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行如下探究。

Ⅰ．探究Fe2+產(chǎn)生的原因

（1）提出猜想：Fe2+可能是Fe與____或___反應(yīng)的產(chǎn)物。

（2）實(shí)驗(yàn)探究：在兩支試管中分別加入與上述實(shí)驗(yàn)等量的鐵粉，再加入不同的液體試劑，5min后取上層清液，分別加入相同體積和濃度的鐵氰化鉀溶液

	液體試劑	加人鐵氰化鉀溶液
1號試管	2mL.0.1molL-1AgNO3溶液	無藍(lán)色沉淀
2號試管	______	藍(lán)色沉淀

①2號試管中所用的試劑為____。

②資料顯示：該溫度下，0.1molL-1的AgNO3溶液可以將Fe氧化為Fe2+。但1號試管中未觀察到藍(lán)色沉淀的原因可能為____。

③小組同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明了2號試管得出的結(jié)論正確。實(shí)驗(yàn)如下：取100mL0.1molL-1硝酸酸化的AgNO3溶液（pH=2），加入鐵粉井?dāng)嚢�，分別插入pH傳感器和NO3-傳感器（傳感器可檢測離子濃度），得到如圖圖示，其中pH傳感器測得的圖示為___（填“圖甲”或“圖乙”）。

④實(shí)驗(yàn)測得2號試管中有NH4+生成，則2號試管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

Ⅱ．探究Fe3+產(chǎn)生的原因

查閱資料可知，反應(yīng)中溶液逐漸變棕黃色是因?yàn)?/span>Fe2+被Ag+氧化。小組同學(xué)設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案對此進(jìn)行驗(yàn)證。

（3）方案一；取出少量黑色固體，洗滌后___（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中有Ag。

（4）方案二：按圖連接裝置，一段時(shí)間后取出左側(cè)燒杯溶液，加人KSCN溶液，溶液變F紅。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象____（填“能“或“不能“）證明Fe2+可被Ag+氧化，理由為__。

Answer 1

【答案】HNO3 AgNO3 硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液（pH=2） 該反應(yīng)速率很小或反應(yīng)的活化能較大 圖乙 NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O 加入足量稀硝酸加熱將固體全部溶解，再向所得溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 不能 Fe2+可能被硝酸氧化或被氧氣氧化

【解析】

（1）Fe過量，可能與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，或Fe與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵；

（2）①加硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液（pH=2）作對比實(shí)驗(yàn)；

②1號試管中未觀察到藍(lán)色沉淀，與反應(yīng)速率很小有關(guān)；

③發(fā)生NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O，消耗氫離子，pH增大；

④實(shí)驗(yàn)過程中，溶液先變成淺綠色，而后逐漸呈棕黃色，但整個(gè)過程中并無NO氣體產(chǎn)生，則NO3-中N轉(zhuǎn)化為NH4+；

（3）Ag可溶于硝酸，不溶于鹽酸；

（4）左側(cè)燒杯溶液，加KSCN溶液，溶液變紅，可知左側(cè)含鐵離子，左側(cè)為正極，但亞鐵離子可能被硝酸或氧氣氧化。

（1）提出猜想：Fe2+可能是Fe與HNO3或AgNO3反應(yīng)的產(chǎn)物；

（2）①2號試管中所用的試劑為硝酸酸化的2mL0.1mol/LAgNO3的溶液（pH=2），與1為對比實(shí)驗(yàn)；

②資料顯示：該溫度下，0.1molL-1的AgNO3溶液可以將Fe氧化為Fe2+．但1號試管中未觀察到藍(lán)色沉淀的原因可能為該反應(yīng)速率很小或反應(yīng)的活化能較大；

③反應(yīng)中消耗氫離子，pH變大，則pH傳感器測得的圖示為圖乙；

④實(shí)驗(yàn)測得2號試管中有NH4+生成，則2號試管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O；

（3）方案一：取出少量黑色固體，洗滌后加入足量稀硝酸加熱將固體全部溶解，再向所得溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀（或加入足量鹽酸，有黑色固體剩余），證明黑色固體中有Ag；

（4）方案二：一段時(shí)間后取出左側(cè)燒杯溶液，加入KSCN溶液，溶液變紅，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能證明Fe2+可被Ag+氧化，理由為Fe2+可能被硝酸氧化或被氧氣氧化。