15.某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下.
向硝酸酸化的0.05mol•L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過(guò)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取少量黑色固體,洗滌后,加入足量加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化,固體未完全溶解(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag.
②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說(shuō)明溶液中含有Fe2+
(2)針對(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是Fe+2Fe3+=3Fe2+(用離子方程式表示).針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):
①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,且溶液顏色變淺、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
3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色
30產(chǎn)生白色沉淀;較3min時(shí)量少;溶液紅色較3min時(shí)加深
120產(chǎn)生白色沉淀;較30min時(shí)量少;溶液紅色較3 0min時(shí)變淺
(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)
②對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè):
假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+;
假設(shè)b:空氣中存在O2,由于4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+;
假設(shè)c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+;
假設(shè)d:根據(jù)白色沉淀現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+
③下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因.實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立.
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)中加入過(guò)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(wú)色.
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:裝置如圖.其中甲溶液是FeCl2/FeCl3,操作及現(xiàn)象是按圖連接好裝置,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反應(yīng)生成Fe3+的使Fe3+增加,紅色變深,ii→iii 空氣中氧氣氧化SCN-,紅色變淺.

分析 (1)銀和鹽酸、稀硫酸等不反應(yīng),可用K3[Fe(CN)3]檢驗(yàn)亞鐵離子,生成藍(lán)色沉淀;
(2)過(guò)量的鐵與硝酸反應(yīng)生成亞鐵離子,亞鐵離子可被空氣中氧氣氧化,銀離子如氧化亞鐵離子,則發(fā)生Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,如反應(yīng)能發(fā)生,可設(shè)計(jì)成原電池,負(fù)極加入FeCl2/FeCl3,正極為硝酸銀,可根據(jù)電流計(jì)是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)判斷;
(3)取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,可證明溶液中有Fe3+,生成白色沉淀為AgSCN,隨著放置時(shí)間的增加,溶液紅色變淺,可能為空氣中氧氣氧化SCN-,以此解答該題.

解答 解:(1)①黑色固體中含有過(guò)量鐵,如果同時(shí)含有銀,則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而銀不能溶解,
故答案為:加入足量加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化,固體未完全溶解;
②K3[Fe(CN)3]是檢驗(yàn)Fe2+的試劑,所以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀說(shuō)明含有Fe2+
故答案為:Fe2+;
(2)過(guò)量鐵粉與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,即Fe+2Fe3+=3Fe2+,
故答案為:Fe+2Fe3+=3Fe2+
②O2氧化Fe2+反應(yīng)為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,白色沉淀是AgSCN,所以實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明含有Ag+,Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+,
故答案為:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;白色沉淀;
③證明假設(shè)abc錯(cuò)誤,就是排除Ag+時(shí)實(shí)驗(yàn)比較,相當(dāng)于沒(méi)有Ag+存在的空白實(shí)驗(yàn),考慮其他條件不要變化,可以選用NaNO3,原電池實(shí)驗(yàn)需要證明的是假設(shè)d的反應(yīng)Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠?qū)崿F(xiàn),所以甲池應(yīng)當(dāng)注入FeCl2、FeCl3混合溶液,按圖連接好裝置,如電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),可說(shuō)明d正確,
故答案為:NaNO3;FeCl2/FeCl3;按圖連接好裝置,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);
(3)i→iii中Fe3+變化的原因:i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反應(yīng)生成Fe3+的使Fe3+濃度增加,ii→iii 溶液紅色較3 0min時(shí)變淺,說(shuō)明空氣中氧氣氧化SCN-,使平衡向生成Fe3+的方向移動(dòng),F(xiàn)e(SCN)3濃度減小,則溶液的顏色變淺,
故答案為:i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,反應(yīng)生成Fe3+的使Fe3+增加,紅色變深,ii→iii 空氣中氧氣氧化SCN-,紅色變淺.

點(diǎn)評(píng) 本題為2017年北京考題,涉及物質(zhì)的性質(zhì)的探究,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋⒁獍盐瘴镔|(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性和可行性的評(píng)價(jià),難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.傘形酮可由雷瑣苯乙酮和蘋(píng)果酸在一定條件下反應(yīng)制得,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.雷瑣苯乙酮中含有1個(gè)手性碳原子
B.雷瑣苯乙酮不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)
C.傘形酮和雷瑣苯乙酮都能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
D.1 mol傘形酮與NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗2 mol NaOH

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.0.1 mol 的11B中,含有0.6NA個(gè)中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA個(gè)H+
C.2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)苯在O2中完全燃燒,得到0.6NA個(gè)CO2分子
D.密閉容器中1 mol PCl3與1 mol Cl2反應(yīng)制備 PCl5(g),增加2NA個(gè)P-Cl鍵

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.下列關(guān)于乙酸的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( 。
A.乙酸是一種重要的有機(jī)酸,常溫下是具有刺激性氣味的液體
B.乙酸的分子式為C2H4O2,與甲酸(HCOOH)互為同系物
C.乙酸不能被酸性高錳酸鉀稀溶液氧化
D.乙酸官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為-COOH

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.凱氏定氨法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽,利用如圖所示裝置處理銨鹽,然后通過(guò)滴定測(cè)量.已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3

回答下列問(wèn)題:
(1)a的作用是平衡氣壓,以免關(guān)閉K1后圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)大.
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸.f的名稱是冷凝管.
(3)清洗儀器:g中加蒸餾水:打開(kāi)K1,關(guān)閉K2、K3,加熱b,蒸氣充滿管路:停止加熱,關(guān)閉K1,g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c,原因是c、e及其所連接的管道內(nèi)水蒸氣冷凝為水后,氣壓遠(yuǎn)小于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,錐形瓶?jī)?nèi)的蒸餾水被倒吸入c中;打開(kāi)K2放掉水,重復(fù)操作2~3次.
(4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑,銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉K3,d中保留少量水,打開(kāi)K1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e.
①d中保留少量水的目的是便于檢驗(yàn)d裝置是否漏氣,同時(shí)起到液封,防止氨氣逸出的作用.
②e中主要反應(yīng)的離子方程式為NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是減少熱量損失,有利于銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣而逸出.
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測(cè)定,滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為cmol•L-1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.4cV}{m}$%,樣品的純度≤$\frac{7.5cV}{m}$%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是( 。
A.質(zhì)量數(shù)為31的磷原子:3115PB.氟原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.CaCl2的電子式:D.明礬的化學(xué)式:Al2(SO43

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是( 。
選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A向苯酚溶液中滴加少量濃溴水、振蕩,無(wú)白色沉淀苯酚濃度小
B向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀;再加入足量稀鹽酸,部分沉淀溶解部分Na2SO3被氧化
C向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加熱;再加入銀氨溶液;未出現(xiàn)銀鏡蔗糖未水解
D向某黃色溶液中加入淀粉 KI 溶液,溶液呈藍(lán)色溶液中含 Br2
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.四種短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示,其中D形成的兩種氧化物都是常見(jiàn)大氣污染物.下列有關(guān)判斷不正確的是( 。
A.簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性:C<A
B.A、C、D的含氧酸的鈉鹽水溶液均顯堿性
C.單質(zhì)B可用于鐵軌的焊接
D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:D>C

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.化學(xué)與生活密切相關(guān),下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )
A.用陳化的糧食釀造的酒精可以飲用
B.地溝油不能食用是因?yàn)榉磸?fù)加熱會(huì)產(chǎn)生稠環(huán)芳香烴等有害物質(zhì)
C.銅鹽有毒,是因?yàn)榭墒沟鞍踪|(zhì)變性,但可以用于消毒、殺菌
D.用次氯酸鹽,漂白、殺菌、消毒

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同步練習(xí)冊(cè)答案