Question

15．某研究性學(xué)習(xí)小組為探究 Fe³⁺與 Ag 反應(yīng)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
將適量的0.1mol/L  Fe（NO₃）₃溶液加入到新制備的銀鏡中，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解，同時(shí)無(wú)其它固體物質(zhì)析出．
甲同學(xué)認(rèn)為：Fe³⁺具有氧化性，能夠溶解單質(zhì)Ag．
乙同學(xué)認(rèn)為：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，該條件下NO₃^-也能氧化單質(zhì)Ag．
（1）Fe（NO₃）₃溶液顯酸性的原因Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．（請(qǐng)用離子方程式表述）
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)下述實(shí)驗(yàn)以支持其觀點(diǎn)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)如表內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟I：       ①       ． 步驟II：配制與0.1 mol/L  Fe（NO3）3 溶液所含c （H+）、 c （NO3-） 相同的溶液，取適量此溶液放入到新制備的銀鏡中．	②       ，乙同學(xué)的推測(cè) 成立；反之，則不成立．

（3）甲同學(xué)通過(guò)驗(yàn)證產(chǎn)物，證實(shí)了Fe³⁺能夠氧化單質(zhì) Ag，請(qǐng)幫助甲同學(xué)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案取反應(yīng)后溶液少量于試管中，滴加幾滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明有Fe²⁺產(chǎn)生，證實(shí)了Fe³⁺能氧化單質(zhì)銀（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（4）丙同學(xué)進(jìn)一步研究 Fe³⁺與Ag反應(yīng)的程度．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)）．

①K閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作正極（填“正極”或“負(fù)極”）．
②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U型管中滴加幾滴 FeCl₂濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，寫(xiě)出此時(shí)銀電極的反應(yīng)式Ag⁺+eˉ=Ag．
③結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，寫(xiě)出Fe³⁺和Ag反應(yīng)的離子方程式Fe³⁺+Ag?Ag⁺+Fe²⁺．
④丙同學(xué)進(jìn)一步驗(yàn)證其結(jié)論：當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U型管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，可觀察到的現(xiàn)象是指針向左偏轉(zhuǎn)．

Answer 1

分析 （1）Fe（NO₃）₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，鐵離子水解能使溶液呈酸性；
（2）先測(cè)得Fe（NO₃）₃溶液的pH值，然后才能配制與0.1 mol/L  Fe（NO₃）₃ 溶液所含c （H⁺）、c （NO₃^-） 相同的溶液，該條件下NO₃^-也能氧化單質(zhì)Ag，可以看銀在其中是否溶解加以證明；
（3）Fe³⁺如果氧化Ag，則會(huì)被銀還原成亞鐵離子，通過(guò)檢驗(yàn)亞鐵離子的存在可以證明Fe³⁺能夠氧化單質(zhì) Ag；
（4）在Fe³⁺與Ag反應(yīng)構(gòu)成的原電池中，銀發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，則石墨作正極，當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U型管中滴加幾滴 FeCl₂濃溶液，指針向右偏轉(zhuǎn)，則左側(cè)電極為負(fù)極，銀電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e³⁺和Ag反應(yīng)生成銀離子和亞鐵離子，當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U型管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，生成氯化銀沉淀，溶液中銀離子濃度下降，銀單質(zhì)可繼續(xù)被氧化，銀作負(fù)極，據(jù)此答題；

解答 解：（1）Fe（NO₃）₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，鐵離子水解能使溶液呈酸性，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⁺；
（2）先測(cè)得Fe（NO₃）₃溶液的pH值，然后才能配制與0.1 mol/L  Fe（NO₃）₃ 溶液所含c （H⁺）、c （NO₃^-） 相同的溶液，將銀放入所含c （H⁺）、c （NO₃^-） 相同的溶液中，若銀鏡溶解，則說(shuō)明該條件下NO₃^-也能氧化單質(zhì)Ag，
故答案為：①測(cè)定0.1 mol/L Fe（NO₃）₃溶液的pH；②銀鏡溶解；
（3）Fe³⁺如果氧化Ag，則會(huì)被銀還原成亞鐵離子，通過(guò)檢驗(yàn)亞鐵離子的存在可以證明Fe³⁺能夠氧化單質(zhì) Ag，具體操作為取反應(yīng)后溶液少量于試管中，滴加幾滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明有Fe²⁺產(chǎn)生，證實(shí)了Fe³⁺能氧化單質(zhì)銀，
故答案為：取反應(yīng)后溶液少量于試管中，滴加幾滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明有Fe²⁺產(chǎn)生，證實(shí)了Fe³⁺能氧化單質(zhì)銀；
（4）在Fe³⁺與Ag反應(yīng)構(gòu)成的原電池中，銀發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，則石墨作正極，當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U型管中滴加幾滴 FeCl₂濃溶液，指針向右偏轉(zhuǎn)，則左側(cè)電極為負(fù)極，銀電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e³⁺和Ag反應(yīng)生成銀離子和亞鐵離子，當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U型管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，生成氯化銀沉淀，溶液中銀離子濃度下降，銀單質(zhì)可繼續(xù)被氧化，銀作負(fù)極，可觀察到指針向左偏轉(zhuǎn)，
①根據(jù)上面的分析可知，K閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作正極，
故答案為：正極；
②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U型管中滴加幾滴 FeCl₂濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，銀電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，銀電極的反應(yīng)式為Ag⁺+eˉ=Ag，
故答案為：Ag⁺+eˉ=Ag；
③Fe³⁺和Ag反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+Ag?Ag⁺+Fe²⁺，
故答案為：Fe³⁺+Ag?Ag⁺+Fe²⁺；
④向右側(cè)U型管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，生成氯化銀沉淀，溶液中銀離子濃度下降，銀單質(zhì)可繼續(xù)被氧化，銀作負(fù)極，可觀察到指針向左偏轉(zhuǎn)，
故答案為：指針向左偏轉(zhuǎn)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鹽類(lèi)的水解、反應(yīng)原理的探究、原電池原理的分析等知識(shí)，側(cè)重考查學(xué)生分析能力、推理能力等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．