Question

2．為探究Ag⁺與Fe³⁺氧化性的相關(guān)問(wèn)題，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
已知：相關(guān)物質(zhì)的K_sp（20度）  AgCl：1.8×10^-10   Ag₂SO₄：1.4×10^-5
（1）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)如下：

序號(hào)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅰ	將2mL1mol/L　AgNO3溶液加入到 1mL1mol/L　FeSO4溶液中	產(chǎn)生白色沉淀，隨后有黑色固體產(chǎn)生
	取上層清液，滴加KSCN溶液	溶液變紅

注：經(jīng)檢驗(yàn)黑色固體為Ag．
①白色沉淀的化學(xué)式是Ag₂SO₄．
②甲同學(xué)得出Ag⁺氧化了Fe²⁺的依據(jù)是有黑色固體（Ag）生成，加入KSCN溶液后變紅．
（2）乙同學(xué)為探究Ag⁺和Fe²⁺反應(yīng)的程度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ．
a．按如圖連接裝置并加入藥品（鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng)），發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移．偏移的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀．放置一段時(shí)間后，指針偏移減�。�
b．隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為：偏移減小→回到零點(diǎn)→逆向偏移．
①a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是Fe²⁺-e^-=Fe³⁺．
②b中電壓表指針逆向偏移后，銀為負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）．
③由實(shí)驗(yàn)得出Ag⁺和Fe²⁺反應(yīng)的離子方程式是Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag．
（3）為進(jìn)一步驗(yàn)證乙同學(xué)的結(jié)論，丙同學(xué)又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

序號(hào)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	將2mL2mol/LFe（NO3）3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡消失
實(shí)驗(yàn)Ⅳ	將2mL1mol/LFe2（SO4）3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡減少，未消失
實(shí)驗(yàn)Ⅴ	將2mL2mol/LFeCl3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡消失

①實(shí)驗(yàn)Ⅲ不能（填“能”或“不能”）證明Fe³⁺氧化了Ag，理由是因?yàn)镕e（NO₃）₃溶液呈酸性，酸性條件下NO₃^-也可能氧化Ag．
②用化學(xué)反應(yīng)原理解釋實(shí)驗(yàn)Ⅳ與V的現(xiàn)象有所不同的原因溶液中存在平衡：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，且 AgCl比Ag₂SO₄ Ksp（或溶解度）更小，Cl^-比SO₄^2-更有利于降低Ag⁺濃度，所以實(shí)驗(yàn)Ⅴ比實(shí)驗(yàn)Ⅳ正向進(jìn)行的程度更大．（或AgCl比Ag₂SO₄ Ksp（或溶解度）更小，促使平衡正向移動(dòng)，銀鏡溶解）．

Answer 1

分析 （1）將2mL 1mol/L AgNO₃溶液加入到1mL 1mol/L FeSO₄溶液中分?jǐn)?shù)復(fù)分解反應(yīng)會(huì)生成硫酸銀白色沉淀，銀離子具有強(qiáng)氧化性會(huì)氧化Fe²⁺為Fe³⁺，銀離子被還原為黑色固體金屬單質(zhì)銀；取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅說(shuō)明有鐵離子生成；
（2）①偏移的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀，銀做原電池正極，石墨做原電池負(fù)極，甲池溶液中是亞鐵離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵離子，；
②隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，和乙池組成原電池，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為，偏移減小→回到零點(diǎn)→逆向偏移，證明銀做原電池負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為鐵離子氧化為銀；
③實(shí)驗(yàn)可知銀離子具有強(qiáng)氧化性氧化亞鐵離子為鐵離子；
（3）①酸性溶液中硝酸根離子具有氧化性，也可以溶解銀；
②分析選項(xiàng)可知，溶液中存在平衡：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺，硫酸根離子和氯離子對(duì)平衡的影響判斷平衡進(jìn)行的方向解釋，AgCl比Ag₂SO₄溶解度更小，Cl^-比SO₄^2-更有利于降低Ag⁺濃度，所以實(shí)驗(yàn)Ⅴ比實(shí)驗(yàn)Ⅳ正向進(jìn)行的程度更大．

解答 解：（1）將2mL 1mol/L AgNO₃溶液加入到1mL 1mol/L FeSO₄溶液中分?jǐn)?shù)復(fù)分解反應(yīng)會(huì)生成硫酸銀白色沉淀，銀離子具有強(qiáng)氧化性會(huì)氧化Fe²⁺為Fe³⁺，銀離子被還原為黑色固體金屬單質(zhì)銀；取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅說(shuō)明有鐵離子生成；
①上述分析可知白色沉淀為硫酸銀，它的化學(xué)式是Ag₂SO₄，
故答案為：Ag₂SO₄；
②甲同學(xué)得出Ag⁺氧化了Fe²⁺的依據(jù)是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，銀離子被還原為黑色固體金屬單質(zhì)銀，取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅說(shuō)明有鐵離子生成，
故答案為：有黑色固體（Ag）生成，加入KSCN溶液后變紅；
（2）①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表指針偏移，偏移的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀，依據(jù)原電池原理可知銀做原電池正極，石墨做原電池負(fù)極，負(fù)極是甲池溶液中亞鐵離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵離子，a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是Fe²⁺-e^-=Fe³⁺；
故答案為：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺；
②隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，和乙池組成原電池，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為，偏移減小→回到零點(diǎn)→逆向偏移，依據(jù)電子流向可知乙池中銀做原電池負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為鐵離子氧化為銀生成亞鐵離子；
故答案為：負(fù)；
③由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出，Ag⁺和Fe²⁺反應(yīng)生成鐵離子和金屬銀，反應(yīng)的離子方程式是Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag；
故答案為：Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag；
（3）①將2mL 2mol/L Fe（NO₃）₃溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失，說(shuō)明銀杯氧化，可能是溶液中鐵離子的氧化性，也可能是鐵離子水解顯酸性的溶液中，硝酸根離子在酸溶液中具有了強(qiáng)氧化性，稀硝酸溶解銀，所以實(shí)驗(yàn)Ⅲ不能證明Fe³⁺氧化了Ag，
故答案為：不能；因?yàn)镕e（NO₃）₃溶液呈酸性，酸性條件下NO₃^-也可能氧化Ag；
②將2mL1mol/L Fe₂（SO₄）₃溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡減少，未消失說(shuō)明部分溶解，將2mL 2mol/L FeCl₃溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失，說(shuō)明銀溶解完全，依據(jù)上述現(xiàn)象可知，溶液中存在平衡：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，且AgCl比Ag₂SO₄溶解度更小，Cl^-比SO₄^2-更有利于降低Ag⁺濃度，（或AgCl比Ag₂SO₄ Ksp（或溶解度）更小，促使平衡正向移動(dòng)，銀鏡溶解）．所以實(shí)驗(yàn)Ⅴ比實(shí)驗(yàn)Ⅳ正向進(jìn)行的程度更大，
故答案為：溶液中存在平衡：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，且 AgCl比Ag₂SO₄ Ksp（或溶解度）更小，Cl^-比SO₄^2-更有利于降低Ag⁺濃度，所以實(shí)驗(yàn)Ⅴ比實(shí)驗(yàn)Ⅳ正向進(jìn)行的程度更大．（或AgCl比Ag₂SO₄ Ksp（或溶解度）更小，促使平衡正向移動(dòng)，銀鏡溶解）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，物質(zhì)性質(zhì)的理解，原電池原理分析，主要是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)產(chǎn)物分析判斷，注意題干信息的理解應(yīng)用，掌握化學(xué)平衡知識(shí)是關(guān)鍵，題目難度較大．