某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol•L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后,加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化,固体未完全溶解加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化,固体未完全溶解(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 Fe2+Fe2+。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号 | 取样时间/min | 现象 |
ⅰ | 3 | 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 |
ⅱ | 30 | 产生白色沉淀;较3min时量少;溶液红色较3min时加深 |
ⅲ | 120 | 产生白色沉淀;较30min时量少;溶液红色较3 0min时变浅 |
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(用离子方程式表示),可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中
NO
-
3
假设d:根据
白色沉淀
白色沉淀
现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的
0.05mol•L-1NaNO3
0.05mol•L-1NaNO3
溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。实验Ⅱ:装置如图。其中甲溶液是
FeCl2/FeCl3
FeCl2/FeCl3
,操作及现象是 按图连接好装置,电流表指针发生偏转
按图连接好装置,电流表指针发生偏转
。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成的Fe3+使Fe3+增加,红色变深,ii→iii 空气中氧气氧化SCN-,红色变浅
i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成的Fe3+使Fe3+增加,红色变深,ii→iii 空气中氧气氧化SCN-,红色变浅
。【考点】性质实验方案的设计;原电池与电解池的综合.
【答案】加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化,固体未完全溶解;Fe2+;Fe+2Fe3+=3Fe2+;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;白色沉淀;0.05mol•L-1NaNO3;FeCl2/FeCl3;按图连接好装置,电流表指针发生偏转;i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成的Fe3+使Fe3+增加,红色变深,ii→iii 空气中氧气氧化SCN-,红色变浅
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:1211引用:19难度:0.5
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