Question

为探究Ag⁺与Fe³⁺氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：

已知：相关物质的溶解度（20℃）AgCl：1．5×10^-4g  Ag₂SO₄：0．796 g

（1）甲同学的实验如下：

序号	操作	现象
实验Ⅰ	将2 mL 1 mol/L AgNO3 溶液加入到1 mL 1 mol/L  FeSO4溶液中	产生白色沉淀，随后有黑色固体产生
取上层清液，滴加KSCN 溶液	溶液变红

注：经检验黑色固体为Ag

① 白色沉淀的化学式是_____________。

② 甲同学得出Ag⁺氧化了Fe²⁺的依据是_______________。

（2）乙同学为探究Ag⁺和Fe²⁺反应的程度，进行实验Ⅱ。

a．按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。

ｂ．随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe₂(SO₄)₃溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小→回到零点→逆向偏移。

① a中甲烧杯里的电极反应式是___________。

② b中电压表指针逆向偏移后，银为_________极（填“正”或“负”）。

③ 由实验得出Ag⁺和Fe²⁺反应的离子方程式是___________。

（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：

序号	操作	现象
实验Ⅲ	将2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中	银镜消失
实验Ⅳ	将2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中	银镜减少，未消失
实验Ⅴ	将2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中	银镜消失

① 实验Ⅲ___________（填“能”或“不能”）证明Fe³⁺氧化了Ag，理由是_____________。

② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因：_____________。

Answer

（1）①Ag2SO4；② 有黑色固体（Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红；

（2）①Fe2+－e-＝Fe3+ ；② 负；③Fe2+ ＋Ag+Fe3+ ＋Ag；

（3）① 不能；因为Fe(NO3 ) 3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag；

② 溶液中存在平衡：Fe3+ ＋AgFe2+ ＋Ag+，且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+ 浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。

【解析】

试题分析：（1）将2mL 1mol/L AgNO3溶液加入到1mL 1mol/L FeSO4溶液中分数复分解反应会生成硫酸银白色沉淀，银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为Fe3+，银离子被还原为黑色固体金属单质银；取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成；

①上述分析可知白色沉淀为硫酸银，它的化学式是Ag2SO4，故答案为：Ag2SO4；

②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是实验现象中，银离子被还原为黑色固体金属单质银，取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成，故答案为：有黑色固体（Ag）生成，加入KSCN溶液后变红；

（2）①实验过程中电压表指针偏移，偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银，依据原电池原理可知银做原电池正极，石墨做原电池负极，负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子，a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+；故答案为：Fe2+-e-=Fe3+；

②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，和乙池组成原电池，发现电压表指针的变化依次为，偏移减小→回到零点→逆向偏移，依据电子流向可知乙池中银做原电池负极，发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子；故答案为：负；

③由实验现象得出，Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银，反应的离子方程式是Fe2++Ag+Fe3++Ag；故答案为：Fe2++Ag+Fe3++Ag；

（3）①将2mL 2mol/L Fe（NO3）3溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银杯氧化，可能是溶液中铁离子的氧化性，也可能是铁离子水解显酸性的溶液中，硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性，稀硝酸溶解银，所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag，故答案为：不能；因为Fe（NO3）3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag；

②将2mL1mol/L Fe2（SO4）3溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失说明部分溶解，将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银溶解完全，依据上述现象可知，溶液中存在平衡：Fe3++AgFe2++Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大，故答案为：溶液中存在平衡：Fe3++AgFe2++Ag+，且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大。

考点：考查了性质实验方案的设计、铁及其化合物的性质的相关知识。