Question

【題目】實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?chuàng)新意識(shí)是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一。某研究性學(xué)習(xí)小組在驗(yàn)證反應(yīng)“ Fe”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到發(fā)現(xiàn)和探究過程如下：向硝酸酸化的硝酸銀溶液（）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。

(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物：

①檢驗(yàn)上層清液中所含離子的方法：取上層清液，滴加_________，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有Fe2+。

②經(jīng)檢驗(yàn)黑色固體為Ag，檢驗(yàn)方法：取出少量黑色固體，洗滌后，加入適量稀硝酸使固體溶解，再滴加__________（填試劑），產(chǎn)生_________（填現(xiàn)象）。

(2)針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有，乙依據(jù)的原理是______。（用離子方程式表示）o

針對(duì)這兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下：

序號(hào)	取樣時(shí)間/min	現(xiàn)象
I	3	產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色
II	30	產(chǎn)生白色沉淀，較3 min時(shí)量少；溶液紅色較3 min時(shí)加深
III	120	產(chǎn)生白色沉淀，較30min時(shí)量少；溶液紅色較30min時(shí)變淺

（資料： -生成白色沉淀AgSCN）

(3)實(shí)驗(yàn)中溶液變?yōu)榧t色的離子方程式為_______________，產(chǎn)生白色沉淀說明存在___________（填離子符號(hào)）。

(4)對(duì)產(chǎn)生的原因做如下假設(shè)：

假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生

假設(shè)b：空氣中存在發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生

假設(shè)c：酸性溶液中的NO3-將Fe2+氧化為Fe3+

假設(shè)d：溶液存在Ag+將Fe2+氧化為Fe3+

下述實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b，c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因，并可證實(shí)假設(shè)d成立。

①實(shí)驗(yàn)：向硝酸酸化的__________溶液( )中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3min 時(shí)溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。

②實(shí)驗(yàn)II的現(xiàn)象說明發(fā)生了反應(yīng)__________（用離子方程式表示）。

(5)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可以用下列裝置來驗(yàn)證。其中甲溶液是___________，分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液，同時(shí)滴加KSCN溶液，_______ （“前者”或“后者”）紅色更深。

Answer 1

【答案】K3[Fe(CN)6] 稀鹽酸 白色沉淀 2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 Ag+ 0.05mol/L的NaNO3溶液 Ag++Fe2+ Ag+Fe3+ FeSO4溶液 后者

【解析】

根據(jù)離子檢驗(yàn)的方法及原理分析解答并書寫相關(guān)離子方程式；根據(jù)題干信息分析實(shí)驗(yàn)原理是否正確；根據(jù)原電池原理分析解答。

(1)①檢驗(yàn)Fe2+，滴加K3[Fe(CN)6]，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；

②Ag與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀，檢驗(yàn)Ag+，可以滴加稀鹽酸，出現(xiàn)白色沉淀；

(2)鐵離子有較強(qiáng)的氧化性，可以與鐵反應(yīng)，離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+；

(3)溶液變?yōu)榧t色的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，根據(jù)題干信息，白色沉淀是AgSCN，產(chǎn)生白色沉淀說明存在Ag+ ；

(4)①為了驗(yàn)證Ag+將Fe2+氧化為Fe3+，可將硝酸銀溶液換成0.05mol/L的NaNO3溶液；

②實(shí)驗(yàn)II的現(xiàn)象說明Ag+的量減少、Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化，發(fā)生反應(yīng)為：Ag++Fe2+ Ag+Fe3+；

(5)若要驗(yàn)證銀離子可以氧化亞鐵離子，可以利用原電池原理，需要甲溶液中含有亞鐵離子，所以甲溶液為FeSO4溶液；電池工作一段時(shí)間后會(huì)生成Fe3+，所以后者顏色深。