Question

11．某同學(xué)旅游時發(fā)現(xiàn)，苗族人的銀飾美麗而富有民族文化，制作銀飾時可以選 用Fe（NO₃）₃溶液做蝕刻劑．受此啟發(fā)，該同學(xué)所在的化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室選用Fe（NO₃）₃ 溶液清洗做過銀鏡反應(yīng)的試管，發(fā)現(xiàn)不但銀鏡溶解，而且較少產(chǎn)生刺激性氣體．
化學(xué)興趣小組對Fe（NO₃）₃溶液溶解銀的原理進(jìn)行探究：
【提出假設(shè)】
假設(shè)1：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，在此酸性條件下NO₃^-能氧化Ag；
假設(shè)2：Fe³⁺具有氧化性，能氧化Ag
【驗(yàn)證假設(shè)】
（1）甲同學(xué)驗(yàn)證假設(shè)1．
①用淡紫色的Fe（NO₃）₃•9H₂O晶體（分析純，M_r=404）配制1.5mol/L的Fe（NO₃）₃ 溶液100mL．需要稱取60.6g Fe（NO₃）₃•9H₂O晶體，配制過程中所用到的儀器除燒杯、玻璃棒外還必需：100 mL容量瓶、膠頭滴管
②測得1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液pH約為1，其原因用化學(xué)用語表示為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
③將pH=1的HNO₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡慢慢溶解，產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)是3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O．
④將1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡很快溶解，并且溶液顏色加深．
（2）乙同學(xué)為驗(yàn)證假設(shè)2．分別用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、10%的足量FeCl₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，都看不出銀鏡溶解．乙同學(xué)由此得出結(jié)論，假設(shè)2不成立．你是否同意乙的結(jié)論？不同意，簡述理由：沒有檢驗(yàn)是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發(fā)生了反應(yīng)，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀
【思考與交流】甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)④中，溶液顏色為什么會加深？查閱資料得知，F(xiàn)e²⁺能與 NO形成配離子：Fe²⁺+NO═[Fe（NO）]²⁺（棕色）．已知，同濃度的硝酸氧化性比Fe³⁺略強(qiáng)．根據(jù)以上信息綜合分析，濃、稀Fe（NO₃）₃溶液溶解銀鏡時，發(fā)生的反應(yīng)有何不同？Fe（NO₃）₃濃溶液中，F(xiàn)e³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，F(xiàn)e（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)配制溶液1.5mol/L的Fe（N0₃）₃ 落液100mL可以計算得到硝酸鐵物質(zhì)的量為0.15mol，所以需要晶體質(zhì)量=0.15mol×404g/mol=60.6g；配制溶液的過程和步驟分析回答需要的儀器；
②硝酸鐵溶液顯酸性的原因是鐵離子水解；
③銀和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、一氧化氮和水，一氧化氮遇空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮；
（2）假設(shè)2中，鐵離子的氧化性和鐵離子的濃度大小有關(guān)，且生成的銀離子在溶液中生成氯化銀沉淀阻止反應(yīng)進(jìn)行，可能是濃度小或阻止反應(yīng)進(jìn)行，需要驗(yàn)證亞鐵離子的存在證明鐵離子是否發(fā)生還原反應(yīng)；
[思考與交流]依據(jù)題干信息分析現(xiàn)象，濃溶液中的鐵離子和硝酸根離子具有氧化性氧化銀溶解，稀溶液中是硝酸根離子的氧化性．

解答 解：（1）①用淡紫色的Fe（N0₃）₃•9H₂0晶體（分析純，M_r=404）配制1.5mol/L的Fe（N0₃）₃ 溶液100mL，依據(jù)硝酸鐵溶質(zhì)物質(zhì)的量為0.15mol，所以需要晶體質(zhì)量=0.15mol×404g/mol=60.6g；配制溶液的過程和步驟分析可知需要的儀器除燒杯、玻璃棒外還必需100ml的容量瓶，膠頭滴管；
故答案為：60.6；100 mL容量瓶、膠頭滴管；
②測得1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液pH約為1說明溶液呈酸性，是鐵離子水解的原因，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
③將pH=1的HN0₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡慢慢溶解，產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)是：3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
故答案為：3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
（2）假設(shè)2中，鐵離子的氧化性和鐵離子的濃度大小有關(guān)，且生成的銀離子在溶液中生成氯化銀沉淀阻止反應(yīng)進(jìn)行，可能是濃度小或阻止反應(yīng)進(jìn)行，需要驗(yàn)證亞鐵離子的存在證明鐵離子是否發(fā)生還原反應(yīng)；沒有檢驗(yàn)是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發(fā)生了反應(yīng)，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀，所以不同意乙的結(jié)論；
故答案為：不同意；沒有檢驗(yàn)是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發(fā)生了反應(yīng)，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀；
[思考與交流]）已知，同濃度的硝酸氧化性比Fe³⁺略強(qiáng)．根據(jù)以上信息綜合分析，濃、稀Fe（NO₃）₃溶液溶解銀鏡時的原理不同，F(xiàn)e（NO₃）₃濃溶液中，F(xiàn)e³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，F(xiàn)e（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag；
故答案為：Fe（NO₃）₃濃溶液中，F(xiàn)e³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，F(xiàn)e（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和現(xiàn)象分析判斷，題干信息的分析理解是解題關(guān)鍵，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作，題目難度中等．